0:10.13374/j.1ssn1001053x.1997.06.020 第19卷第6期 北京科技大学学报 VoL19 No.6 1997年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1997 一种消除磁阻脉冲传感器温度影响的新方法* 和文国)田跃》王元玮2) 1)北京科技大学应用科学学院，北京1000832)北京科技大学材料科学与工程学院 摘要提出了一种克服外界缓变物理量（如温度）对半导体型脉冲传感器影响的电压跟随比较 法.与传统的电压直接比较法相比，该方法只跟随传感器触发的正弦波原始信号的变化趋势，与 外界缓变物理量温度等的变化无关；然后整形成矩形波，有效地消除了温度漂移的影响，提高了 传感器的稳定性，此外，还分析了信号处理电路中各参数的选取及注意事项等， 关键词磁编码器，磁阻效应，温度漂移，电压跟踪 中图分类号TN721.5 1问题的提出 高分辨磁编码器是一种具有优异性能价格比的新型传感器，与光学编码器比较，具有结 构简单，寿命长，反应速度快，频率响应高，可适用于水，油、粉尘等恶劣环境，广泛应用于采 矿、冶金、石油、机械、航空、航天以及各种自动控制行业.本文所讨论的是采用InSb-NiSb型 半导体磁敏电阻为敏感元件的高分辨率磁编码器.InSb-NiSb是一种半导体复合材料，磁阻效 应显著，但由于其禁带宽度窄，E。=0.17eV,所以受温度影响显著，这是它的不足之处.在 0~50℃范围内零场电阻R的温度系数约为-1%~-2%.另外，在不同的磁场中，磁阻R。 的温度系数也不一样.与B=0T时的温度系数相比，在B=0.3~0.4T的磁场中，InSb-NISb 磁阻器件的磁阻R的温度系数将近 增加1倍，如图1中的D线所示.为 -n D(未多杂InSb-NiSb) 了改善磁阻器件的温度特性，在 InSb-NISb材料中摻一些N型杂质， 如碲Te)或硒(Se).掺杂之后虽然温 M摔杂InSb-SD) -0.20 度特性大为改善，但电子迁移率下 -0.10 }橱格InSb 降的比较大，所以磁阻灵敏度普遍 -0.05 下降.如何消除温度对该种材料磁 -0.01 阻性能的影响，提高温度稳定性，是 0 0.20.40.60.81.0 B/T Insb-NiSb能否用于高分辨率磁编码 图1InSb-NiSb磁阻器件的温度特性 器的关键技术之一，本文将对上述 问题提出一个切实可行的解决方案和具体实现 1997-09-26收稿第一作者男26岁助研硕士 *国家自然科学基金资助项目第 ，卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 丫 一种消除磁阻脉冲传感器温度影 响的新方法 和文 国 ‘ 田 跃 王 元玮 “ 北京科技 大学 应用 科学学院 ， 北京 北 京科技大学材料科学 与工程学 院 摘要 提 出 了 一 种 克服 外界 缓变物理 量 如温度 对半 导体型脉冲传感 器影 响的 电压跟 随 比较 法 与传 统 的 电压直接 比较法相 比 ， 该方法 只跟 随传感器触发 的正 弦波原始信号 的变化趋 势 ， 与 外界缓变物理量温度等的变 化无 关 然 后 整形 成矩形 波 ， 有效地 消除了温度 漂移的影 响 ， 提高了 传感器的稳定性 此外 ， 还分析了信号处理 电路 中各参数的选取及注意事项等 关健词 磁编码器 ， 磁阻效应 ， 温度漂移 ， 电压跟踪 中图分类号 问题的提出 高分 辨磁 编 码器是 一种 具 有 优异 性 能价格 比的新 型传感 器 ， 与光 学 编码器 比较 ， 具有结 构 简单 ， 寿命 长 ， 反 应 速 度 快 ， 频 率 响 应 高 ， 可 适 用 于 水 、 油 、 粉 尘 等恶 劣 环 境 ， 广泛 应 用 于 采 矿 、 冶金 、 石油 、 机械 、 航空 、 航 天 以 及 各种 自动控 制行 业川 本 文所讨论的是 采 用 卜瓦 型 半 导体磁敏 电阻为敏感元件 的高分辨率磁编码器 卜预 是 一种半导体复合材料 ， 磁 阻效 应显著 ， 但 由于 其禁 带宽度 窄 ， 气一 ， 所 以 受 温 度 影 响显著 ， 这 是 它 的不 足 之 处 · 在 一 ℃ 范 围 内零场 电阻 。 的温度系数约 为 一 一 一 另外 ， 在 不 同的磁 场 中 ， 磁 阻 的温度 系数 也不 一样 与 时的温度 系数相 比 ， 在 一 的磁 场 中 ， 卜 · 、岁︶︵卜 · 、礴︶︵叫国 磁阻器件 的磁 阻 的温度 系数将 近 增 加 倍 ， 如 图 中的 线所 示 为 了 改 善 磁 阻 器 件 的 温 度 特 性 ， 在 卜 材料 中掺一 些 型 杂质 ， 如蹄 或硒 掺杂之后 虽 然温 度 特 性 大 为 改 善 ， 但 电 子 迁 移 率 下 降的 比较 大 ， 所 以 磁 阻 灵 敏 度 普 遍 下 降 如 何 消 除 温 度 对该 种 材 料 磁 阻性 能 的影 响 ， 提 高温 度 稳 定 性 ， 是 卜瓦 能否 用于 高分辨率磁编码 器 的 关 键 技 术 之 一 本 文 将 对 上 述 口 洲尸一 一一一一一一 一 一一 一一一 一一一一一一一一一 一洲二一一一一一一叫 示 侧未参杂 卜饨 ‘ 杂 卜凡 橱格 五 图 一 磁阻器件的温度特性 问题提 出一个切 实可行 的解 决方 案和具体实现 一 一 收稿 第一作者 男 岁 助研 硕 士 国家 自然科学基金 资助项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．06．020