《傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程Magnetoresistanceandapplication磁敏電阻及應(yīng)用Sensorsapplicationtechnology1.

基礎(chǔ)知識(shí)2.基本特性3.磁敏電阻器件4.應(yīng)用分析課程內(nèi)容CourseContents1.

基礎(chǔ)知識(shí)2.

基本特性3.磁敏電阻器件4.應(yīng)用分析課程內(nèi)容CourseContents1.

基礎(chǔ)知識(shí)磁阻效應(yīng)（MR）的定義與特點(diǎn)磁阻效應(yīng)的定義當(dāng)一載流半導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，其電阻值會(huì)隨磁場(chǎng)而變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。在磁場(chǎng)作用下，半導(dǎo)體片內(nèi)電流分布是不均勻的，改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱就影響電流密度的分布，故表現(xiàn)為式中：

ρ0——零磁場(chǎng)時(shí)的電阻率；

Δρ——磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)電阻率的變化量；

K——比例因子；

μ——電子遷移率；

B——磁感應(yīng)強(qiáng)度；f(L/b)——形狀效應(yīng)系數(shù)。L，b——分別為磁敏電阻的長（沿電流方向）和寬；1.

基礎(chǔ)知識(shí)磁阻效應(yīng)（MR）的定義與特點(diǎn)磁阻效應(yīng)的特點(diǎn)磁阻效應(yīng)與材料性質(zhì)及幾何形狀有關(guān)，一般遷移率大的材料，磁阻效應(yīng)愈顯著；元件的長、寬比愈小，磁阻效應(yīng)愈大。與霍爾效應(yīng)的區(qū)別：霍爾電勢(shì)是指垂直于電流方向的橫向電壓，而磁阻效應(yīng)則是沿電流方向的電阻變化。1.

基礎(chǔ)知識(shí)2.

基本特性3.磁敏電阻器件4.

應(yīng)用分析課程內(nèi)容CourseContents2.

基本特性磁敏電阻的結(jié)構(gòu)和特性磁敏電阻常選用銻化銦（InSb）、砷化銦（InAs）和銻化鈮（NiSb）等半導(dǎo)體材料，在絕緣基片上蒸鍍薄的半導(dǎo)體材料，也可在半導(dǎo)體薄片上光刻或腐蝕成型（柵狀結(jié)構(gòu)）。2.

基本特性磁敏電阻的結(jié)構(gòu)和特性磁敏電阻器件一般在襯底上做兩個(gè)相互串聯(lián)的磁敏電阻，或四個(gè)磁敏電阻接成電橋形式，以便于不同場(chǎng)合，其線路形式如下圖所示：2.

基本特性磁敏電阻的結(jié)構(gòu)和特性

磁電特性：電阻的增量與磁場(chǎng)的平方成正比；與磁場(chǎng)的正負(fù)無關(guān)；

溫度特性：溫度系數(shù)影響大；

頻率特性：工作頻率范圍大；磁感應(yīng)的范圍比霍爾元件大。1.

基礎(chǔ)知識(shí)2.

基本特性3.磁敏電阻器件4.

應(yīng)用分析課程內(nèi)容CourseContents113.磁敏電阻器件磁敏電阻器件MR214A/223A

MR214A/223A磁敏電阻的阻值為100Ω到幾kΩ，工作電壓一般在12V以下，頻率特性好(可達(dá)MHz)，動(dòng)態(tài)范圍寬，噪聲低(信噪比高)。123.磁敏電阻器件磁敏電阻器件M413A/414A

M413A/414A是由四個(gè)磁阻元件組成的器件，由兩相輸出，可測(cè)出旋轉(zhuǎn)方向、角度等參數(shù)，其元件配置、外形及等效電路如下圖所示。133.磁敏電阻器件磁敏電阻器件M413A/414A

M413A/414A接線與輸出波形如下圖所示。1.

基礎(chǔ)知識(shí)2.

基本特性3.

磁敏電阻器件4.應(yīng)用分析課程內(nèi)容CourseContents4.應(yīng)用分析磁敏電阻應(yīng)用分析電橋電路三極管電路位移檢測(cè)硬盤磁頭4.應(yīng)用分析磁敏電阻應(yīng)用分析

非接觸式磁阻角度傳感器

非接觸式角度傳感器的外形及工作原理如左圖所示，它是由兩個(gè)半環(huán)形的磁阻元件組成，半圓形磁鐵與磁阻之間的間隙為0.2mm左右，當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鐵則以差動(dòng)方式將磁場(chǎng)加于兩個(gè)磁阻元件上，可獲得±500（機(jī)械角度）的線性范圍。其輸出電壓與轉(zhuǎn)角間的特性如右圖所示4.應(yīng)用分析磁敏電阻應(yīng)用分析

磁阻式旋轉(zhuǎn)傳感器磁阻旋轉(zhuǎn)傳感器可以檢測(cè)磁性齒輪、齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)或轉(zhuǎn)速，若采用四磁阻元件傳感器，還能檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的方向。采用雙元件磁阻旋轉(zhuǎn)傳感器的工作原理如左圖所示，當(dāng)齒輪的齒頂對(duì)準(zhǔn)MR1，而齒根對(duì)準(zhǔn)MR2時(shí)，MR1的電阻增加，而MR2的電阻不變，則Uout<Uin/2；另外，當(dāng)齒輪的齒頂對(duì)準(zhǔn)MR2，而齒根對(duì)準(zhǔn)MR1時(shí)，則Uout>Uin/2；當(dāng)齒頂（或齒根）在MTR1和MR2之間時(shí)，Uout≈Uin/2，其輸出電壓波形見右圖4.應(yīng)用分析磁敏電阻應(yīng)用分析

磁阻式圖形識(shí)別傳感器圖形識(shí)別傳感器能檢測(cè)紙片、紙幣等上面的磁性圖形或標(biāo)記，輸出相對(duì)應(yīng)于圖形的信號(hào)波形。由于磁性圖形印刷在紙片上，所以檢