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電子羅盤的磁阻傳感器是什么

日期: 2022-02-25
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電子羅盤1.png

1. 磁阻的影響

它是指某些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場的變化而變化的現象。與霍爾效應一樣,磁阻效應也是由磁場中作用于載流子的洛倫茲力引起的。當達到穩態時,載流子以一定速度受到的電場力等于洛倫茲力。載流子在兩端聚集形成霍爾電場,霍爾電場使載流子的偏轉速度低于電場力方向的偏轉速度。當載流子比速度快時,它就會向洛倫茲力的方向偏轉。這種偏轉導致某些載流子漂移路徑的增加。換句話說,在外加電場力方向上移動的載流子數量減少,導致電阻增加。這種現象稱為磁阻效應。如果外加磁場垂直于外加電場,稱為橫向磁阻效應;如果外加磁場與外加電場平行,稱為縱向磁阻效應。一般來說,載流子有效質量的弛豫時間與方向無關,即縱向磁感應不會引起載流子偏移,因此不存在縱向磁阻效應。

2. 磁阻式傳感器的工作原理

磁阻式傳感器是根據磁性材料的磁阻效應制作的。磁性材料(如permalloy,即鐵鎳合金)具有各向異性。因此,磁化時,磁化方向將由幾個因素決定,如磁性材料的易磁化軸線、磁化磁場的形狀和方向等。當電流作用于帶狀鐵鎳合金材料時,其電阻取決于電流方向與磁化方向之間的夾角。如果對材料施加外部測量磁場,其初始磁化方向將相應旋轉。當磁化方向轉向與電流垂直的方向時,材料的電阻減小;當磁化方向轉向與電流平行的方向時,材料的電阻值就會增大。

電子羅盤的磁阻式傳感器是封裝在一邊的磁場傳感器,可以測量平行于針的磁場。磁阻傳感器由上述四個鐵鎳合金磁阻組成,形成不平衡橋,不平衡橋的輸出端連接集成運算放大器,對輸出信號進行放大。

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