检测磁场变化的一种新型敏感装置—磁致阻传感器new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com④荔饧硝教劈感器，7，镪．22-21Il传感技术lI检测磁场变化的一种新型敏感装置——磁致阻传感器，膏，0，；、、!／：安徽大学T1＼，1-7一、引言密切注意。传感器技术在国内外已获得广泛应用，本文现对KMZ10磁致阻传感器的工作在工业自动化控制系统、国防及日常生活等原理、基本特性、barker-pole结构及传感各个领域正起着愈来愈大的作用，它是衡量器的应用作一介绍，供读者参考。一个国家自动化技术发展水平的重要标志二、基本特性、优点和主要应用领域之一。磁致阻传感器目前主要有KMZ10A、l989年9月，西德A

2、·Peterson(TheB、C三种类型，工作电源可根据技术要求ValvoApplicationLabortory)等人研制出目采用定压源或恒流源。与通用型传感器相比前世界上最先进的传感器之一KMZ10磁致较，其主要特性参数如表l和表2所示。阻传感器(MagnetoresistiveSensor)。这表1KMZ10磁致阻传感器种新型传感器的灵敏度是普通霍尔元件传感KMZl0AKMZl0BKMZlOC单位器的20倍，工作频率范围可从DC到H5o020007500A／mlMHz。由于采用barkerpole结构与金属镀开路灵敏度(my／v)

3、14．04．0l50

4、O．／m)膜新技术，抗干扰能力及抗机械应力强．工作温度范围可从-40℃到l50℃。该项研究成’在空气中，lG相当于80A／m．1mT相果目前已引起了世界各国自动控制专家们的当于796A／m。地球的磁场约为30A／m。表2某些磁场传感器的基本特性工作温度电源电压灵敏度失调电压漂移频率范围对机械力(在lkA／m)的灵敏度(℃)(V)(mV)(mV)V厂k)(Hz)KMZl0A——40——150l0140+l5+200一lM低KMZl0B一40一l50l040+l5+l00一lM低KMZl0c一40一l50l0l5+l5+l00一lM低Hall——efectIn一

5、40一lo0l70一lM高GaAs一40一l5051．2±250一lM高Si一40一l50l29．46O0o=l=l6000一l00k高flux—’gate一40一l000一lkWiegand—’efect——40——1250—25k不灵敏indu~ionooil一40一l90l一50k不灵敏磁晶体管——40——1502020磁二极管一40—906l2．5±l000±8o0——4k一22—维普资讯http://www.cqvip.com磁致阻传感器的主要优点：众所周知一个带电导磁材料的特性，1．高灵敏度即：当某一带电导磁材料处于一个外磁场中低成本的简单磁路；

6、时，其电阻率会发生变化。这种变化是通过允许在相当宽的频率和温度范围内工一个相对于电流方向的磁化旋转所产生的作：就玻莫合金而言(例如一块含有20％铁和可使用铁淦氧磁铁取代贵重金属磁铁。80％镍的合金)，一次90。的磁化旋转(利2．低源内阻用一个垂直于电流方向的磁场)．可使其电对电气干扰可给出较低的灵敏度；阻率产生2％～3％的变化。磁化旋转造成一40℃至150℃连续工作，最高极限敏感元件电阻率的变化经转换电路处理后馈工作温度可达到175℃。送至PAC单元或记录仪。3．金属薄膜技术在KMZ10中，四块玻莫合金片采用金长期工作稳定性好，对机械应力呈现低属镀膜技术在硅

7、质上以折纹模式排列，形成灵度。安装简单，可工作在恶劣环境中。惠斯顿电桥的四个桥臂。桥路的不平衡度反磁致阻传感器的主要应用领域：映了磁场的强度。更为精确的说，表示玻莫1．交通检测；合金片中垂直于电流方向的磁场变化。2．导航系统；barber—pole结构所组成的铝薄片以相3．远距离金属物体检测。对于敏感元件45。的位置设置在玻莫合金片通过测量地球磁场的干扰来测定军用车的上部，用来确保敏感元件的输出线性，如辆的位置(例如坦克、装甲运兵车等)。图1所示4．移动检测H测定与地球磁场有关的物体位置变动。fIIf5．电流检测6．一般的磁场测量测量范围可从10A／m到10

8、kA／m。7．直流测量、角度或位移测量(b)一磁化在工业自动化控制系统中，KMZ1O磁致阻传感器可测量的位移精确度在±30／~m图1以内。可进行力／力口速度／压力的测量，例如2．barber—pole结构用作压力传感器、地震检测传感器、速度传一块多晶体的铁磁性合金(诸如玻莫合感器等。金)，其电阻率与随电流方向变化所产生磁9．标志检测和计数化角度有关。即：常规仪器仪表、rpm控制等。e=e0+△exCOnsin0(1)由上可知，就实际应用而言，在要求具此处e。是无向性电阻率，△e一是由有高灵敏度、低漂移及机械应力高的场合，于磁化的一个90。旋转(来自电流方向)

9、KMZ10磁致阻传感器是最佳的。后所产生的电阻率变化