Vol.28 No.6 李希胜等：各向异性磁阻传感器在车辆探测中的应用 .589 通过RS232接口接收来自上位机的命令和向上 三维AMR传感器时x敏感轴沿南北方向，y敏 位机发送数据，实验中，采用铁磁材质的小车来 感轴沿东西方向，z敏感轴沿竖直方向，其中， 模拟被测车辆.该小车为安装有4个车轮的钢 图3(a)为小车沿x敏感轴方向运动时的情况， 板，钢板尺寸为500mm×340mm×10mm,钢板 图3(b)为小车沿y敏感轴方向运动时的情况 底面距地面高度125mm, 图中横轴为小车位移，纵轴为三维AMR传感器 3AMR传感器的实验测试分析 的相对输出，即假定在没有小车干扰时输出为零. 从图3可以看出，当钢铁材质的小车靠近三维 图3所示的是当一个铁磁材质的小车通过三 AMR传感器时，传感器输出均发生较为明显的 轴AMR传感器上方时传感器输出的变化，放置 变化 (a) 20 (b) 10 10 -10 -10 205 0 202 0 位移m 位移m 图3当铁磁材质小车通过AMR传感器上方时传感器输出变化·()南北向：(b)东西向 Fig.3 Output changes of AMR sensor while a ferrous dolly moves over the sensor in different directions:(a)south-north;(b)east-west 在图3(a)中，规定小车处于传感器南侧时位 小车由南往北逐渐靠近AMR传感器时，传感器 移d为负，当处于传感器正上方时位移d为零， z敏感轴输出与x敏感轴输出变化规律类似.即 当处于传感器北侧时位移d为正，从图中可以看 首先增大，在位移处于-0.3~-0.1m之间时达 出，当小车沿三维AMR传感器的x敏感轴方向 到最大值，在无小车干扰时的输出值基础上增加 移动时，如果小车和AMR传感器之间距离较大 约1.7×10-5T;随后快速减小，在位移为0.2m (|d>1m),小车的存在对AMR传感器输出影 处达到最小值，在无小车干扰时的输出值基础上 响不大，小车在上述区域由南往北或由北往南移 减小约1.2×10-5T;然后逐渐增大，在位移约为 动时，AMR传感器的输出均无明显变化，当小车 0.6m处基本恢复到无小车干扰时水平，随着小 靠近AMR传感器(d<1m)时，传感器输出变 车远离AMR传感器，小车的影响越来越小，当小 化明显，当小车由南往北逐渐靠近AMR传感器 车由北往南运动时，在距传感器相同位置处，传感 时，传感器x敏感轴输出先是增大，在位移约为 器输出与由南往北时相同， 一0.3m处达到最大值，在无小车干扰时的输出 在图3(b)中，规定小车处于传感器东侧时位 值基础上增加约1.9×10-5T;随后快速减小，在 移d为负，当处于传感器正上方时位移d为零， 位移约为一0.2m处减小到无小车干扰时的输出 当处于传感器西侧时位移d为正，从图中可以看 水平后继续减小，一直减小到在位移约为0m处 出，当小车沿三维AMR传感器的y敏感轴方向 达到最小值，在无小车干扰时的输出值的基础上 移动时，如果小车和AMR传感器之间距离较大 减小约1.8×10-5T;然后增大，随着小车远离 (d>1m),小车的存在对AMR传感器输出影 AMR传感器，传感器输出逐步增大在位移约为 响不大，小车在上述区域由东往西或由西往东移 0.5m处基本恢复到无小车干扰时的水平.当小 动时，AMR传感器的输出均无明显变化，当小车 车由南往北逐渐靠近AMR传感器时，传感器y 靠近AMR传感器时，传感器输出变化明显，当小 敏感轴输出逐步减小，在传感器附近(|d|< 车由东往西逐渐靠近AMR传感器时，在位移d< 0.2m)时达到相对平稳的低值区域，在无小车干 一0.7m时，传感器x敏感轴基本保持不变，此 扰时的输出值基础上减小约0.8×10-5~0.9× 后随着小车靠近传感器，传感器x敏感轴输出逐 10-5T;通过传感器后输出逐步增大并在位移约 步减小，在传感器附近(-0.2~0.2m)时达到相 为0.5m处基本恢复到无小车干扰时的水平.当 对平稳的低值区域（约为一0.6×10-5T):通过传通过 RS232接口接收来自上位机的命令和向上 位机发送数据．实验中‚采用铁磁材质的小车来 模拟被测车辆．该小车为安装有4个车轮的钢 板‚钢板尺寸为500mm×340mm×10mm‚钢板 底面距地面高度125mm． 3 AMR 传感器的实验测试分析 图3所示的是当一个铁磁材质的小车通过三 轴 AMR 传感器上方时传感器输出的变化．放置 三维 AMR 传感器时 x 敏感轴沿南北方向‚y 敏 感轴沿东西方向‚z 敏感轴沿竖直方向．其中‚ 图3（a）为小车沿 x 敏感轴方向运动时的情况‚ 图3（b）为小车沿 y 敏感轴方向运动时的情况． 图中横轴为小车位移‚纵轴为三维 AMR 传感器 的相对输出‚即假定在没有小车干扰时输出为零． 从图3可以看出‚当钢铁材质的小车靠近三维 AMR 传感器时‚传感器输出均发生较为明显的 变化． 图3 当铁磁材质小车通过 AMR 传感器上方时传感器输出变化．（a）南北向；（b）东西向 Fig．3 Output changes of AMR sensor while a ferrous dolly moves over the sensor in different directions： （a） south-north；（b） east-west 在图3（a）中‚规定小车处于传感器南侧时位 移 d 为负‚当处于传感器正上方时位移 d 为零‚ 当处于传感器北侧时位移 d 为正．从图中可以看 出‚当小车沿三维 AMR 传感器的 x 敏感轴方向 移动时‚如果小车和 AMR 传感器之间距离较大 （｜d｜＞1m）‚小车的存在对 AMR 传感器输出影 响不大．小车在上述区域由南往北或由北往南移 动时‚AMR 传感器的输出均无明显变化．当小车 靠近 AMR 传感器（｜d｜＜1m）时‚传感器输出变 化明显．当小车由南往北逐渐靠近 AMR 传感器 时‚传感器 x 敏感轴输出先是增大‚在位移约为 —0∙3m 处达到最大值‚在无小车干扰时的输出 值基础上增加约1∙9×10—5 T；随后快速减小‚在 位移约为—0∙2m 处减小到无小车干扰时的输出 水平后继续减小‚一直减小到在位移约为0m 处 达到最小值‚在无小车干扰时的输出值的基础上 减小约1∙8×10—5 T；然后增大‚随着小车远离 AMR 传感器‚传感器输出逐步增大在位移约为 0∙5m处基本恢复到无小车干扰时的水平．当小 车由南往北逐渐靠近 AMR 传感器时‚传感器 y 敏感轴输出逐步减小‚在传感器附近（｜d｜＜ 0∙2m）时达到相对平稳的低值区域‚在无小车干 扰时的输出值基础上减小约0∙8×10—5～0∙9× 10—5T；通过传感器后输出逐步增大并在位移约 为0∙5m 处基本恢复到无小车干扰时的水平．当 小车由南往北逐渐靠近 AMR 传感器时‚传感器 z 敏感轴输出与 x 敏感轴输出变化规律类似．即 首先增大‚在位移处于—0∙3～—0∙1m 之间时达 到最大值‚在无小车干扰时的输出值基础上增加 约1∙7×10—5 T；随后快速减小‚在位移为0∙2m 处达到最小值‚在无小车干扰时的输出值基础上 减小约1∙2×10—5 T；然后逐渐增大‚在位移约为 0∙6m 处基本恢复到无小车干扰时水平‚随着小 车远离 AMR 传感器‚小车的影响越来越小．当小 车由北往南运动时‚在距传感器相同位置处‚传感 器输出与由南往北时相同． 在图3（b）中‚规定小车处于传感器东侧时位 移 d 为负‚当处于传感器正上方时位移 d 为零‚ 当处于传感器西侧时位移 d 为正．从图中可以看 出‚当小车沿三维 AMR 传感器的 y 敏感轴方向 移动时‚如果小车和 AMR 传感器之间距离较大 （｜d｜＞1m）‚小车的存在对 AMR 传感器输出影 响不大．小车在上述区域由东往西或由西往东移 动时‚AMR 传感器的输出均无明显变化．当小车 靠近 AMR 传感器时‚传感器输出变化明显．当小 车由东往西逐渐靠近 AMR 传感器时‚在位移 d＜ —0∙7m 时‚传感器 x 敏感轴基本保持不变．此 后随着小车靠近传感器‚传感器 x 敏感轴输出逐 步减小‚在传感器附近（—0∙2～0∙2m）时达到相 对平稳的低值区域（约为—0∙6×10—5 T）；通过传 Vol．28No．6 李希胜等： 各向异性磁阻传感器在车辆探测中的应用 ·589·