巨磁電阻效應和應用實驗報告-wenkub.com
2025-07-29 20:35 本頁面
【正文】 【注意事項】 由于巨磁阻傳感器具有磁滯現(xiàn)象，因此，在實驗中，恒流源只能單向調節(jié)，不可回調，否則測量數(shù)據(jù)將不準確。逆時針慢慢轉動齒輪，當輸出電壓為零時記錄起始角度，以后每轉3度記錄一次角度與電壓表的讀數(shù)。于是,在齒輪轉動過程中,每轉過一個齒牙便產生一個完整的波形輸出。a位置時，輸出為零。這種傳感器若置于均勻磁場中，由于4個橋臂電阻阻值變化相同，電橋輸出為零。將待測電流調節(jié)至0。再次增大電流，此時電流方向為負，記錄相應的輸出電壓。將待測電流調節(jié)至0。作為應用示例，我們用它來測量電流。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。 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。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”。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)。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。再次增大電流i，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。GMR模擬傳感器的磁電轉換特性模擬傳感器磁電轉換特性實驗原理圖將GMR模擬傳感器置于螺線管磁場中，功能切換按鈕切換為“傳感器測量”。 a 幾何結構 b電路連接GMR模擬傳感器結構圖 對于電橋結構，如果4個GMR電阻對磁場的影響完全同步，就不會有信號輸出。GMR傳感器置于螺線管的中央。在數(shù)字記錄與讀出領域，為進一步提高靈敏度，發(fā)展了自旋閥結構的GMR。即使電流方向平行于膜面，由于無規(guī)散射，電子也有一定的幾率在上下兩層鐵磁膜之間穿行。其一，界面上的散射。當外磁場已使兩鐵磁膜完全平行耦合后，繼續(xù)加大磁場，電阻不再減小，進入磁飽和區(qū)域。施加足夠強的外磁場后，兩層鐵磁膜的方向都與外磁場方向一致，外磁場使兩層鐵磁膜從反平行耦合變成了平行耦合。早在1936年，英國物理學家，在過渡金屬中，自旋磁矩與材料的磁場方向平行的電子，所受散射幾率遠小于自旋磁矩與材料的磁場方向反平行的電子。稱電子在兩次散射之間走過的平均路程為平均自由程，電子散射幾率小，則平均自由程長，電阻率低。電阻定律 R=rl/S中，把電阻率r視為常數(shù)，與材料的幾何尺度無關，這是因為通常材料的幾何尺度遠大于電子的平均自由程（例如銅中電子的平均自由程約34nm），可以忽略邊界效應?？傠娏魇莾深愖孕娏髦?。電流的方向在多數(shù)應用中是平行于膜面的。磁阻變化率 ΔR/R 達百分之十幾，加反向磁場時磁阻特性是對稱的。無外磁場時，上下兩層鐵磁膜的磁場方向相反，無論電子的初始自旋狀態(tài)如何，從一層鐵磁膜進入另一層鐵磁膜時都面臨狀態(tài)改變（平行－反平行，或反平行－平行），電子在界面上的散射幾率很大，對應于高電阻狀態(tài)。無外磁場時，上下兩層鐵磁膜的磁場方向相反，無論電子的初始自旋狀態(tài)如何，在穿行過程中都會經歷散射幾率?。ㄆ叫校┖蜕⑸鋷?
公司管理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1