巨磁電阻效應和應用實驗報告(編輯修改稿)
2025-08-28 20:35 本頁面
【文章內容簡介】 根據(jù)螺線管上表明的線圈密度，由公式（1）計算出螺線管內的磁感應強度B。以磁感應強度B作橫坐標，電壓表的讀數(shù)為縱坐標作出磁電轉換特性曲線。不同外磁場強度時輸出電壓的變化反映了GMR傳感器的磁電轉換特性，同一外磁場強度下輸出電壓的差值反映了材料的磁滯特性。表1 GMR模擬傳感器磁電轉換特性的測量（電橋電壓4V，線圈密度為24000匝/米）磁感應強度/高斯輸出電壓/mV勵磁電流/mA磁感應強度/高斯減小磁場增大磁場100 22822890 22822880 22722770 22722660 22622450 22221540 19618030 14713220 968110 50405 31210 12105 203010 395020 809330 12914440 17919450 21522260 22422670 22622780 22722790 228228100 228228二、GMR磁阻特性測量磁阻特性測量原理圖為加深對巨磁電阻效應的理解，我們對構成GMR模擬傳感器的磁阻進行測量。將基本特性組件的功能切換按鈕切換為“巨磁阻測量”，此時被磁屏蔽的兩個電橋電阻RR4被短路，而RR2并聯(lián)。將電流表串連進電路中，測量不同磁場時回路中電流的大小，就可以計算磁阻。實驗裝置：巨磁阻實驗儀，基本特性組件。 將GMR模擬傳感器置于螺線管磁場中，功能切換按鈕切換為“巨磁阻測量”。實驗儀的4伏電壓源串連電流表后，接至基本特性組件“巨磁電阻供電”，恒流源接至“螺線管電流輸入”。按表2數(shù)據(jù)，調節(jié)勵磁電流，逐漸減小磁場強度，記錄相應的磁阻電流于表格“減小磁場”列中。由于恒源流本身不能提供負向電流，當電流減至0后，交換恒流輸出接線的極性，使電流反向。再次增大電流，此時流經螺線管的電流與磁感應強度的方向為負，從上到下記錄相應的輸出電壓。 電流至一100mA后，逐漸減小負向電流，電流到0時同樣需要交換恒流輸出接線的極性。從下到上記錄數(shù)據(jù)于“增大磁場”列中。根據(jù)螺線管上表明的線圈密度，由公式（1）計算出螺線管內的磁感應強度B。由歐姆定律R=U/I 計算磁阻。以磁感應強度B作橫坐標，磁阻為縱坐標做出磁阻特性曲線。應該注意，由于模擬傳感器的兩個磁阻是位于磁通聚集器中，與圖3相比，我們作出的磁阻曲線斜率大了約10倍，磁通聚集器結構使磁阻靈敏度大大提高。 不同外磁場強度時磁阻的變化反映了GMR的磁阻特性，同一外磁場強度的差值反映了材料的磁滯特性。表2 GMR磁阻特性的測量（磁阻兩端電壓4V）磁感應強度/高斯磁阻/Ω減小磁場增大磁場
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