物理实验第22卷第4期 坡莫合金磁阻传感器的特性研究和应用 黄一菲郑神’吴亮’陆申龙 (复旦大学物理系上海200433) 摘要:介绍了坡莫合金型磁阻传感器的结构与工作原理,研究了该传感器的特性,并用它测量了地磁场的主 要参量,设计了一个消除此类磁阻传感器受强磁场干扰的电路,有利于坡莫合金集成磁阻器件的推广应用 关键词磁电阻效应坡莫合金,脉冲电路,地磁场 中图分类号:TM937 文献标识码A 文章编号1005-4642(2002)04-0045-04 Property and applica tion of permalloy magnetoresistance sen sor HUANG Yrfei ZHENG Shen WU Liang LU Shen-long Department of Phy sics, Fudan U niversity, Shanghai, 200433) Abstract The structure and operaton princp le of pem alloy m agneto resistance sen sor are introduced, and its p roperty is stud ied The m ain param eters of geom agnet ic field are m ea sured The circu it for elm inat ing disturbance of strong m agnetic field has been designed in o rder to popularize the pem alloy m agne to resitance sensor Key words m agne to resistance effect; pem alloy; m pulse circuit, geom agnetic fie ld 1引言 的HMC1021Z型磁阻传感器,它能够测量低至 85×10T的磁场,适合于弱磁场的测量本 坡莫合金磁阻传感器是利用铁磁材料坡莫实验主要研究HMC1021Z型磁阻传感器的结 合金(Fe2Nio)的各向异性磁电阻效应制作的构和特性,并用其进行地磁场主要参量较为准 种能够测量磁场大小和方向的传感器.这种确的测量 传感器具有体积小,功耗低,灵敏度高,抗干扰 能力强可靠性高,易于安装等优点在测量弱2各向异性磁电阻效应 磁场以及基于弱磁场的地磁导航、数字智能罗 物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁 盘、位置测量、伪钞鉴别等方面显示出巨大的优电阻效应·磁电阻效应有基于霍尔效应的普通 越性,还能用来制作高精度的转速传感器、压力磁电阻效应和各向异性磁电阻效应之分.对于 传感器、角位移传感器等,具有广阔的应用前强磁性金属(铁、钴、镍及其合金),当外加磁场 景·目前国外已大批量生产此类型的坡莫合金平行于磁体内部磁化方向时,电阻几乎不随外 集成磁阻传感器,并在工业航天、航海、医疗仪加磁场而变当外加磁场偏离金属的内磁化方 器等多种仪器仪表方面有着广泛应用 向时,金属的电阻减小,这就是各向异性磁电阻 本实验我们使用美国 Honeywell公司生产效应 99级本科生 o1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved.坡莫合金磁阻传感器的特性研究和应用 黄一菲3 郑 神3 吴 亮3 陆申龙 (复旦大学物理系 上海 200433) 摘 要: 介绍了坡莫合金型磁阻传感器的结构与工作原理, 研究了该传感器的特性, 并用它测量了地磁场的主 要参量Ζ 设计了一个消除此类磁阻传感器受强磁场干扰的电路, 有利于坡莫合金集成磁阻器件的推广应用Ζ 关键词: 磁电阻效应; 坡莫合金; 脉冲电路; 地磁场 中图分类号: TM 937. 1 文献标识码: A 文章编号: 100524642 (2002) 0420045204 Property and application of permalloy magnetoresistance sen sor HU AN G Y i2fei ZH EN G Shen W U L iang LU Shen2long (D epartm en t of Physics, Fudan U n iversity, Shanghai, 200433) Abstract: T he structu re and operation p rincip le of perm alloy m agneto resistance sen so r are in troduced, and its p roperty is studied. T he m ain param eters of geom agnetic field are m easu red. T he circu it fo r elim inating distu rbance of strong m agnetic field has been designed in o rder to popu larize the perm alloy m agneto resitance sen so r. Key words: m agneto resistance effect; perm alloy; im pu lse circu it; geom agnetic field 3 99 级本科生 1 引 言 坡莫合金磁阻传感器是利用铁磁材料坡莫 合金(Fe20N i80 ) 的各向异性磁电阻效应制作的 一种能够测量磁场大小和方向的传感器Ζ 这种 传感器具有体积小, 功耗低, 灵敏度高, 抗干扰 能力强, 可靠性高, 易于安装等优点, 在测量弱 磁场以及基于弱磁场的地磁导航、数字智能罗 盘、位置测量、伪钞鉴别等方面显示出巨大的优 越性, 还能用来制作高精度的转速传感器、压力 传感器、角位移传感器等, 具有广阔的应用前 景Ζ 目前国外已大批量生产此类型的坡莫合金 集成磁阻传感器, 并在工业、航天、航海、医疗仪 器等多种仪器仪表方面有着广泛应用Ζ 本实验我们使用美国Honeyw ell 公司生产 的HM C1021Z 型磁阻传感器, 它能够测量低至 85×10- 10T 的磁场, 适合于弱磁场的测量Ζ 本 实验主要研究 HM C1021Z 型磁阻传感器的结 构和特性, 并用其进行地磁场主要参量较为准 确的测量Ζ 2 各向异性磁电阻效应 物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁 电阻效应Ζ 磁电阻效应有基于霍尔效应的普通 磁电阻效应和各向异性磁电阻效应之分Ζ 对于 强磁性金属(铁、钴、镍及其合金) , 当外加磁场 平行于磁体内部磁化方向时, 电阻几乎不随外 加磁场而变; 当外加磁场偏离金属的内磁化方 向时, 金属的电阻减小, 这就是各向异性磁电阻 效应Ζ 物理实验 第 22 卷 第 4 期 54 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved