傳感器及檢測技術(shù)（第四版）課件 20.磁敏電阻及應(yīng)用

……………磁敏電阻及應(yīng)用傳感器技術(shù)與應(yīng)用武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院

熊曉倩課程內(nèi)容CONTENTS半導(dǎo)體磁敏電阻02強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻03概述01磁敏電阻的應(yīng)用04一、概述磁敏電阻

磁敏電阻是一種對磁敏感、具有磁阻效應(yīng)的電阻元件。物質(zhì)在磁場中的電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。

磁敏電阻通常用銻化銦（InSb）或砷化銦（InAs）等對磁具有敏感性的半導(dǎo)體材料制成。半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng)包括物理磁阻效應(yīng)和幾何磁阻效應(yīng)，其中物理磁阻效應(yīng)又稱為磁電阻率效應(yīng)。一、概述磁敏電阻

是一種基于磁阻效應(yīng)而制作的電阻體。它在外施磁場的作用下(包括外施磁場的強(qiáng)度及方向的變化)能夠改變自身的阻值。它可分為半導(dǎo)體磁敏及強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻兩大類。半導(dǎo)體磁敏電阻強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻一、概述磁敏電阻

磁場作用在導(dǎo)體上的各種物理效應(yīng)（霍爾效應(yīng)、磁阻效應(yīng)）早在1879～1883年間在金屬中就發(fā)現(xiàn)了，但因效應(yīng)不顯著，長期以來未得到廣泛應(yīng)用。

半導(dǎo)體出現(xiàn)后，在20世紀(jì)50年代后半期開發(fā)了高遷移率的新型化合物半導(dǎo)體材料，如銻化銦(InSb)等，也促進(jìn)了霍爾器件和磁阻器件的研究、開發(fā)和應(yīng)用。二、半導(dǎo)體磁敏電阻半導(dǎo)體磁敏電阻

研制始于60年代初，在這方面聯(lián)邦德國西門子公司較為權(quán)威，繼而是日本、美國、蘇聯(lián)、西歐等國。在60年代中期即有商品銷售，因其和普通電阻一樣，具有兩個(gè)端子、結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用較為普遍。半導(dǎo)體磁敏電阻結(jié)構(gòu)三、強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻

是用強(qiáng)磁性合金材料制成的一種薄膜型的磁敏電阻器件，其作用原理是強(qiáng)磁性體的磁阻效應(yīng)。強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻三、強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻

是日本索尼公司于70年代初開發(fā)的一種磁敏器件，它在問世后十幾年的時(shí)間中，發(fā)展十分迅速。可以用它構(gòu)成許多新型磁敏傳感器，用于測量微位移、角度、轉(zhuǎn)速、流量、壓力等。強(qiáng)磁性金屬薄膜磁敏電阻四、磁敏電阻的應(yīng)用1.作控制元件

可將磁敏電阻用于交流變換器、頻率變換器、功率電壓變換器、磁通密度電壓變換器和位移電壓變換器等等。2.作計(jì)量元件

可將磁敏電阻用于磁場強(qiáng)度測量、位移測量、頻率測量和功率因數(shù)測量等諸多方面。3.作模擬元件

可在非線性模擬、平方模擬、立方模擬、三次代數(shù)式模擬和負(fù)阻抗模擬等方面使用。四、磁敏電阻的應(yīng)用4.作運(yùn)算器

可用磁敏電阻在乘法器、除法器、平方器、開平方器、立方器和開立方器等方面使用。5.作開關(guān)電路

可應(yīng)用在接近開關(guān)、磁卡文字識別和磁電編碼器等方面。6.作磁敏傳感器

用磁敏電阻作核心元件的各種磁敏傳感器，其工作原理都是相同的，只是根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)不同而種類各異。四、磁敏電阻的應(yīng)用作磁敏傳感器時(shí)主要有：

①測磁傳感器。如新型磁通表，測定恒定磁場及交變磁場或電機(jī)電器等剩磁的儀器，用于航海、航空的導(dǎo)航儀器。

②轉(zhuǎn)速傳感器。如構(gòu)成新型的數(shù)字式轉(zhuǎn)速表、頻率計(jì)等。

③位移和角位移傳感器。微位移傳感器是工業(yè)用機(jī)器人的基本器件。

④鐵磁物質(zhì)探傷用的傳感器。

⑤可變電阻器、無接觸電位器以及無觸點(diǎn)、高性能的磁開關(guān)(作定位及控制用)。四、磁敏電阻的應(yīng)用磁敏電阻的應(yīng)用舉例：

如圖所示是磁敏電阻應(yīng)用電路，電路中，R1和R2是磁敏電阻，A1為電壓比較器。

電路中，R3和R4構(gòu)成分壓電路，其輸出電壓通過電阻R6加到A1的2腳，作為基準(zhǔn)電壓。當(dāng)磁場發(fā)生改變時(shí)，磁敏電阻R1和R2分壓電路輸出電壓大小發(fā)生變化，這一變化的電壓通過電阻R5