文档介绍:地球本身具有磁性,所以地球和近地空间之间存 在着磁场,叫做地磁场。地磁场的数值比较小, 约10-5T量级,但在直流磁场测量,特别是弱磁场 测量中,往往需要知道其数值,并设法消除其影 响。
•地磁场作为一种天然磁源,在军事、工业、医学、 探矿等众多领域有着广泛的应用。
本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测定地磁场 磁感应强度及地磁场的水平分量和垂直分量;测 量地磁场的磁倾角。从而掌握磁阻传感器的特性 及测量地磁场的一种方法。
•由于磁阻传感器体积小,灵敏度高,易安装,因 而在弱磁场测量方面有广泛的应用前景。
1. 什么是磁阻效应?
2. 磁阻传感器的结构原理及输出特性?
3 .了解地磁场的知识?
生的均匀磁场作弱磁场的标准磁场,给磁 阻传感器定标?
1. 了解什么是磁阻效应?磁阻效应的物理 机制?
2 .了解HMC1021Z型磁阻传感器的结构 原理及特性;
磁场的水平分量和地磁倾角。
地磁场是一个向量场。常用的地
磁要素有7个,即地磁场总强度B ,
水平强度BII ,垂直强度B_L , X和Y
分别为BII的北向和东向分量,a和
X
。分别为磁偏角和磁倾角。
描述空间某一点地磁场的强度和方向,需要3 个独立的地磁要素。测量地磁场的这三个参量, 就可确定某一地点地磁场B矢量的方向和大小。
*水平分量Bll :地磁场矢量B 在水平面上的投影。
*磁倾角B :地磁场强度矢量B 与水平面(即图6中的O-XY平面) 之间的夹角。
磁偏角a :地球表面任一点的地磁场矢量所在垂 直平面(图6中Bll与Z构成的平面,称地磁子午 面),与地理子午面(图6中X、Z构成的平面)之 间的隔角。
•磁阻效应是指某些置于磁场中的金属或半导体的 电阻值随外加磁场变化而变化的现象。许多金属、 合金及金属化合物材料处于磁场中时,传导电子 受到强烈磁散射,使电阻显著增大,这种现象称 磁阻效应。同霍尔效应一样,磁阻效应也是由于 载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。
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如图所示的长方形半导体薄片 (N型)处于图示方向的磁场中, 设CD方向通有直流电流,半导体内
的载流子将受到洛仑兹力的作用而 发生偏转,在A、B两端产生电荷积 聚,因而产生霍尔电场。
如果霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛仑兹 力作用刚好抵消,那么小于或等于该速度的载流子 将发生偏转,因而沿外加电场方向运动的载流子数
将减少,使CD方向的电阻增大,表现横向磁阻效
应。
如果将A. B端短接,霍尔电场将不存在,所有 电子将向A端偏转,使电阻变得更大,因而磁阻 效应加强。所以,可以看出,霍耳效应比较明显 的样品,磁阻效应就小;反之,霍耳效应比较小 的样品,磁阻效应就大。
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•若外加磁场与外加电场垂直,称为横向磁阻效
应;若外加磁场与外加电场平行,称为纵向磁 阻效应。一般情况下,载流子的有效质量的驰 豫时间与方向无关,则纵向磁感强度不引起载 流子偏移,因而纵向磁阻效应不明显。
前,磁阻效应广泛用于磁传感,磁力计,电
子罗盘■,GPS 导航,仪器仪表,磁存储()等领域。