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巨磁阻效应某实验报告材料.docx

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巨磁阻效应某实验报告材料.docx

上传人:cxmckate6 2022/1/15 文件大小:584 KB

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文档介绍

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根底物理实验研究性实验报告
巨磁电阻效应与其应用
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wor量程切换开关选择适宜的电压档位。
〔2〕输出局部
恒流源局部:可变恒流源,对外提供电流
恒压源局部:提供GMR传感器工作所需的4V电源和运算放大器工作所需的±8V电源。
巨磁阻实验仪操作面板
根本特性组件由GMR模拟传感器、螺线管线圈、输入输出插孔组成,用以对GMR的磁电转换特性,磁阻特性进展测量。
GMR传感器置于螺线管的中央。螺线管用于在实验过程中产生大小可计算的磁场,由理论分析可知,无限长直螺线管内部轴线上任一点的磁感应强度为:
B=μ0nI
式中n为线圈密度,I为流经线圈的电流强度,采用国际单位制时,由上式计算出的磁感应强度单位为特斯拉〔1特斯拉=10000高斯, 为真空中的磁导率〕。
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根本特性组件
电流测量组件将导线置于GMR模拟传感器近旁,用GMR传感器测量导线通过不同大小电流时导线周围的磁场变化,就可确定电流大小。与一般测量电流需将电流表接入电路相比,这种非接触测量不干扰原电路的工作,具有特殊的优点。
电流测量组件
角位移测量组件用巨磁阻梯度传感器作传感元件,铁磁性齿轮转动时,齿牙干扰了梯度传感器上偏置磁场的分布,使梯度传感器输出发生变化,每转过一齿,就输出类似正弦波一个周期的波形。利用该原理可以测量角位移〔转速,速度〕。汽车上的转速与速度测量仪就是利用该原理制成的。
角位移测量组件
磁读写组件用于演示磁记录与读出的原理。磁卡做记录介质,磁卡通过写磁头时可写入数据,通过读磁头时将写入的数据读出来。
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磁读写组件
在将GMR构成传感器时,为了消除温度变化等环境因素对输出的影响,一般采用桥式结构,图9是某型号传感器的结构。
对于电桥结构,如果4个GMR电阻对磁场的响应完全同步,就不会有信号输出。图9中,将处在电桥对角位置的两个电阻R3、R4 覆盖一层高导磁率的材料如坡莫合金,以屏蔽外磁场对它们的影响,而R1、R2 阻值随外磁场改变。设无外磁场时4个GMR电阻的阻值均为R,R1、R2 在外磁场作用下电阻减小ΔR,简单分析明确,输出电压:
Uout=UIN·ΔR/(2R-ΔR)
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磁电转换特性的测量原理图
实验装置:巨磁阻实验仪,根本特性组件。
主要步骤:将根本特性组件的功能切换按钮切换为“传感器测量〞,实验仪的4伏电压源接至根本特性组件“巨磁电阻供电〞,恒流源接至“螺线管电流输入〞,根本特性组件“模拟信号输出〞接至实验仪电压表。
调节励磁电流,从100mA开始逐渐减小,每隔10mA记录相应的输出电压于表格中。当电流减至0后,交换恒流输出接线的极性,使电流反向。再次增大电流,并记录相应的输出电压。电流至-100mA后,逐渐减小负向电流,记录相应的输出电压,当电流减至0后,交换恒流输出接线的极性,使电流反向。再次增大电流,记录相应的输出电压,直到100mA。
为对构成GMR模拟传感器的磁阻进展测量。将根本特性组件的功能切换按钮切换为“巨磁阻测量〞,此时被磁屏蔽的两个电桥电阻R3,R4被短路,而R1,R2并联。将电流表串连进电路中,测量不同磁场时回路中电流的大小,就可计算磁阻。
磁阻特性测量原理图
实验装置:巨磁阻实验仪,根本特性组件。
主要步骤:将根本特性组件功能切换按钮切换为“巨磁阻测量〞,实验仪的4伏电压源串连电流表后接至根本特性组件“巨磁电阻供电〞,恒流源接至“螺线管电流输入〞。
调节励磁电流,从100mA开始逐渐减小磁场强度,每隔10mA记录相应的磁阻电流到表格中。当电流减至0后,交换恒流输出接线的极性,使电流反向。再次增大电流,并记录相应的输出电压。
电流至-100mA后,逐渐减小负向电流,记录相应的磁阻电流,直到电流100mA。电流到0时同样需要交换恒流输出接线的极性。
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〔数字〕传感器的磁电转换特性曲线测量
将GMR模拟传感器与比拟电路,晶体管放大电路集成在一起,就构成GMR开关〔数字〕传感器。
实验装置:巨磁阻实验仪,根本特性组件。
主要步骤:将根本特性组件的功能按钮切换为“传感器测量〞,实验仪的4伏电压源接至根本特性组件“巨磁电阻供电〞,“电路供电〞接口接至根本特性组件对应的“电路供电〞输入插孔,恒流源接至“螺线管电流输入〞,

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