B504实验报告模板-各向异性磁阻传感器与磁场测量

合集下载

磁阻传感器实验报告

磁阻传感器实验报告磁阻传感器实验报告引言磁阻传感器是一种常见的传感器，它能够通过测量磁场的变化来检测物体的位置、速度和方向等信息。

在本次实验中，我们将对磁阻传感器进行测试，并探讨其工作原理、应用领域以及优缺点等方面的内容。

实验目的本次实验的主要目的是通过实际操作，了解磁阻传感器的基本原理和特性，并掌握其在实际应用中的使用方法。

实验材料和仪器本次实验所需的材料和仪器包括：磁阻传感器、磁铁、电源、示波器、导线等。

实验步骤1. 将磁阻传感器连接到电源，并将示波器的探头连接到传感器的输出端口。

2. 将磁铁靠近传感器，并观察示波器上的波形变化。

3. 调整磁铁与传感器之间的距离，观察示波器上波形的变化情况。

4. 将磁铁移动到传感器的不同位置，观察示波器上波形的变化。

实验结果与分析通过实验观察，我们可以发现当磁铁靠近传感器时，示波器上的波形会发生明显的变化。

这是因为磁铁的磁场会影响传感器内部的磁阻元件，导致输出信号的变化。

当磁铁与传感器的距离增加时，波形的振幅会逐渐减小，直至消失。

这是因为磁铁的磁场强度随距离的增加而减弱，无法对传感器产生足够的影响。

根据实验结果，我们可以得出结论：磁阻传感器的输出信号与磁场的强度和方向有关，距离磁场源越近，输出信号的幅度越大。

这一特性使得磁阻传感器在许多应用领域中得到了广泛的应用。

应用领域磁阻传感器由于其灵敏度高、精度高、成本低等优点，被广泛应用于许多领域，如汽车、航空航天、机器人、医疗设备等。

在汽车领域，磁阻传感器可以用于测量转向角、车速、加速度等参数，以实现车辆的自动控制和安全性能的提升。

在航空航天领域，磁阻传感器可以用于导航、姿态控制等方面，为飞行器的精确控制提供支持。

在机器人领域，磁阻传感器可以用于测量机器人的位置和姿态，实现精确的运动控制。

在医疗设备领域，磁阻传感器可以用于监测患者的心率、血压等生理参数，为医疗诊断和治疗提供数据支持。

优缺点分析磁阻传感器作为一种常见的传感器，具有以下优点：首先，磁阻传感器的灵敏度高，能够对微小的磁场变化做出反应；其次，磁阻传感器的响应速度快，可以实时监测磁场的变化；此外，磁阻传感器的成本相对较低，易于大规模生产和应用。

各向异性磁阻实验报告

各向异性磁阻实验报告
《各向异性磁阻实验报告》
在这个科技飞速发展的时代，磁性材料的研究和应用变得愈发重要。

各向异性
磁阻作为一种新型磁性材料，具有许多独特的特性，因此受到了广泛关注。

为
了更深入地了解各向异性磁阻的性能和特点，我们进行了一系列实验，并撰写
了本报告。

实验一：各向异性磁阻的磁化曲线测量
我们首先对各向异性磁阻样品进行了磁化曲线测量。

通过施加外加磁场，我们
观察到了各向异性磁阻样品的磁化过程，并得到了相应的磁化曲线。

实验结果
表明，各向异性磁阻样品在外加磁场作用下呈现出明显的磁化特性，具有较高
的矫顽力和饱和磁感应强度。

实验二：各向异性磁阻的磁阻率测量
接着，我们对各向异性磁阻样品进行了磁阻率测量。

实验结果显示，各向异性
磁阻样品在不同方向上的磁阻率存在显著差异，表现出明显的各向异性特点。

这一特性使得各向异性磁阻在磁传感器和磁存储器等领域具有广泛的应用前景。

实验三：各向异性磁阻的磁滞回线测量
最后，我们进行了各向异性磁阻样品的磁滞回线测量。

实验结果表明，各向异
性磁阻样品的磁滞回线呈现出非常规的形状，具有明显的非线性特性。

这一特
点为各向异性磁阻在磁存储器和磁传感器等领域的应用提供了新的可能性。

通过以上实验，我们对各向异性磁阻的性能和特点有了更深入的了解。

各向异
性磁阻作为一种新型磁性材料，具有许多独特的特性，因此在磁存储器、磁传
感器和磁电子器件等领域具有广泛的应用前景。

我们相信，随着对各向异性磁
阻的研究不断深入，其在各种领域的应用将会得到进一步拓展和发展。

[实验报告]磁阻传感器和地磁场的测量

磁阻传感器和地磁场的测量一．实验目的掌握磁阻传感器的特性。

掌握地磁场的测量方法。

二．实验原理物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。

对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。

它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图6-8-1所示。

薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。

当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。

同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。

HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。

传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。

传感器内部结构如图6-8-2所示，图中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同，当存在外界磁场时，引起电阻值变化有增有减。

因而输出电压out U 可以用下式表示为b out V R U ⨯⎪⎫⎛∆=对于一定的工作电压，如V V b 00.6=，HMC1021Z 磁阻传感器输出电压out U 与外界磁场的磁感应强度成正比关系，KB U U out +=0上式中，K 为传感器的灵敏度，B 为待测磁感应强度。

各向异性磁阻效应与传感器实验.

各向异性磁阻效应与传感器实验【实验目的】1. 了解正常磁电阻效应、各向异性电阻效应的基本知识。

2. 了解各向异性磁阻传感器原理并对特性进行测量。

3. 测量亥姆霍兹线圈的磁场分布。

【实验原理】1.磁电阻通常磁场会影响电阻率变化，磁电阻表示为。

（1）正常磁电阻效应正常磁电阻效应是由于电子受到洛伦兹力，产生回旋运动，增加了散射几率，导致电阻率增加。

在低磁条件下，随着温度的升高，电阻率增加。

（2）各向异性磁电阻效应AMR依赖于磁场方向和电流方向的夹角。

电阻率表示为：2. 各向异性磁阻传感器各向异性电阻由沉积在硅片上的坡莫合金薄膜形成电阻。

沉积时外加磁场，形成易磁化轴方向，通常通电电流与易磁化轴方向成45度角。

下图是由四个各向异性磁阻原件构成的惠斯特电桥。

无外磁场时，四个阻值相等，输出电压为0。

有外磁场时，合成磁化方向偏转了一个小角度。

结果使R2和R3夹角增大，电阻减小；相反，R1和R4增加，此时输出电压可表示为：式中为电桥工作电压，R为桥臂电阻，故AMR传感器输出电压与磁场强度成正比，可利用磁阻传感器测量磁场。

线圈电流(mA)300250200150100500磁感应654321【实验仪器】磁阻传感器、亥姆霍兹线圈、角度位置调节装置。

【实验步骤】1. 测量准备调节线圈电流至0，再通过调节补偿电流使输出电压为0。

再把线圈电流调至300mA ，调节放大倍数，使输出为1.5V 。

2. 磁阻传感器特性测量将线圈电流逐渐减小至-300mA ，记录相应的输出电压值。

电流换向时，必须按复位键消磁。

测量各向异性时，线圈电流调至200mA ，测量不同夹角时的电压。

实验时要注意把传感器盒和整个仪器同时转动角度。

3. 亥姆霍兹线圈磁场发布测量改变横轴纵轴位移，每0.05R 测量一次。

【数据处理】1.计算磁阻传感器的灵敏度强度(Gs)输出电压(V) 1.510 1.279 1.0350.7830.5250.2620线圈电流(mA)-300-250-200-150-100-50 磁感应强度(Gs)-6-5-4-3-2-1输出电压(V)-1.515-1.282-1.039-0.791-0.532-0.269夹角(度)0102030405060708010.9850.9400.8660.7660.6430.50.3420.17410.9700.8830.750.5870.4130.250.1170.030∴灵敏度K=U/B=0.25612. 各向异性特性输出电压(V)1.035 1.0260.9870.9330.8350.7210.5750.4120.250输出电压(V)1.035 1.050 1.063 1.076 1.087 1.097 1.103 1.110 1.114 1.116不将传感器盒向相反方向旋转时的输出电压：下图为输出电压与的关系图经线性拟合得R=0.9903，可认为U与成线性关系。

磁阻传感器-地磁场传感器实验报告模板

一、实验目的：1.掌握磁阻传感器的各向异性磁阻效应。

2.掌握地磁场的测量方法。

3.熟练使用最小二乘法拟合。

二、实验仪器设备：测量地磁场装置主要包括底座，转轴，带角刻度的转盘，磁阻传感器的引线，地磁场测定仪控制主机。

三、实验原理：物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。

HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。

它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。

薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1）其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。

HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。

传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。

传感器内部结构如图2所示。

图2中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同，当存在外界磁场时，引起电阻值变化有增有减。

因而输出电压out U 可以用下式表示为 b out U R R U ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛∆= (2)图1磁阻传感器的构造示意图图2磁阻传感器内的惠斯通电桥对于一定的工作电压，如V U b 00.5=，HMC1021Z 磁阻传感器输出电压out U 与外界磁场的磁感应强度成正比关系，KB U U out +=0 （3）（3）式中，K 为传感器的灵敏度，B 为待测磁感应强度。

北航物理研究性实验报告——各向异性磁阻传感器(AMR)与地磁场测量

R = Rmin＋(Rmax－Rmin)cos2θ 在磁阻传感器中，为了消除温度等外界因素对输出的影响，由 4 个相同的磁阻元件构成惠斯通电桥，结构如图 1 所示。图 1 中，易磁化轴方向与电流方向的夹角为 45 度。理论分析与实验表明，采用 45 度偏置磁场，当沿与易磁化轴垂直的方向施加外磁场，且外磁场强度不太大时，电桥输出与外加磁场强度成线性关系。无外加磁场或外加磁场方向与易磁化轴方向平行时，磁化方向即易磁化轴方向，电桥的 4 个桥臂电阻阻值相同，输出为零。当在磁敏感方向施加如图 1 所示方向的磁场时，合成磁化方向将在易磁化方向的基础上逆时针旋转。结果使左上和右下桥臂电流与磁化方向的
a．测量磁阻传感器的磁电转换特性 .......................................................... 5 b．测量磁阻传感器的各向异性特性.......................................................... 6 3、赫姆霍兹线圈的磁场分布测量.................................................................. 6 a. 赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量..................................................6 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量.......................................................... 7 4．地磁场测量.................................................................................................. 8 五、实验数据及数据处理 ................................................................................... 9 1.磁阻传感器特性测量..................................................................................... 9 a.测量磁阻传感器的磁电转换特性 ............................................................. 9 b．测量磁阻传感器的各向异性特性........................................................ 10 2．赫姆霍兹线圈的磁场分布测量................................................................ 12 a．赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量 ................................................ 12 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量........................................................ 12 3．地磁场测量................................................................................................ 13 六、实验误差分析及注意事项： .....................................................................13 1．我在实验中遇到的问题和现象................................................................ 13 a．携带的电子仪器对实验的干扰 ............................................................ 13 b．实验仪间磁场的相互干扰.................................................................... 13 c．复位（R/S）的使用 .............................................................................. 14 d．操作要细心............................................................................................ 14 2．其它注意事项............................................................................................ 15 七、思考题 .........................................................................................................15 八、磁阻传感器的应用 ..................................................................................... 15 1．磁阻传感器在车辆检测中的应用............................................................ 15 a．车辆的分类 ............................................................................................ 16 b．车辆的方向............................................................................................ 17 c．车辆的存在 ............................................................................................ 17 2．罗盘定向与导航........................................................................................ 18 九、实验感想 .....................................................................................................19 参考文献 .............................................................................................................20

磁阻传感器与地磁场测量实验报告

磁阻传感器与地磁场测量实验报告一、实验目的1、了解磁阻传感器的工作原理和特性。

2、掌握利用磁阻传感器测量地磁场的方法。

3、学会对实验数据进行处理和分析，得出地磁场的相关参数。

二、实验原理1、磁阻效应磁阻效应是指某些金属或半导体在磁场中电阻值发生变化的现象。

磁阻传感器就是利用磁阻效应来测量磁场的。

2、地磁场地磁场是地球周围存在的磁场，其强度和方向在不同的地理位置有所不同。

地磁场可以分解为水平分量和垂直分量。

3、测量原理通过将磁阻传感器放置在不同的方向，测量磁场在不同方向上的分量，然后利用三角函数关系计算出地磁场的大小和方向。

三、实验仪器1、磁阻传感器实验仪包括磁阻传感器、亥姆霍兹线圈、数字电压表等。

2、电脑及数据采集软件四、实验步骤1、仪器连接与调试将磁阻传感器与实验仪连接好，打开电源，预热一段时间，确保仪器正常工作。

2、测量地磁场水平分量（1）将磁阻传感器水平放置，旋转传感器，使数字电压表的示数最大，此时传感器的方向即为地磁场水平分量的方向。

（2）记录此时的电压值，根据仪器的标定系数，计算出地磁场水平分量的大小。

3、测量地磁场垂直分量（1）将磁阻传感器垂直放置，同样旋转传感器，使数字电压表的示数最大。

（2）记录电压值，计算出地磁场垂直分量的大小。

4、数据记录与处理将测量得到的数据记录下来，利用三角函数计算地磁场的大小和方向。

五、实验数据｜测量项目｜电压值（V）｜标定系数（V/T）｜磁场分量大小（T）｜｜｜｜｜｜｜地磁场水平分量｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜地磁场垂直分量｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜六、数据处理1、地磁场大小根据公式＄B ＝＼sqrt{B_{H}＾｛2} ＋ B_{V}＾｛2}｝＄，其中＄B_{H}＄为地磁场水平分量，＄B_{V}＄为地磁场垂直分量，计算地磁场的大小。

2、地磁场方向利用反正切函数＄＼theta ＝＼arctan\frac{B_{V}｝｛B_{H}｝＄计算地磁场的方向。

各项异性磁阻效应及磁场测量.

物理实验报告2014物理学专业实验题目:_ 各项异性磁阻效应及磁场测量姓名: 柯铭沣学号:____135012014071___________日期:__2015_年__9___月__28___日实验各向异性磁阻传感器及磁场测量[实验目的]1、掌握各向异性磁阻传感器的原理和特性；2、掌握各向异性磁阻传感器测量磁场的基本原理和测量方法。

[实验仪器]磁场测试仪，主要包括底座、转轴、带角刻度的转盘、磁阻传感器的引线、亥姆霍兹线圈、磁场测试仪控制主机(数字式电压表、5 V 直流电源等)。

[实验原理]1、各向异性磁阻传感器一定条件下，导电材料的电阻值R 随磁感应强度B 变化的规律称为磁阻效应。

当半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛伦兹力的作用而发生偏转，因而沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，使得沿电场方向的电流密度减小，电阻增大。

（具体原理详见实验39“半导体材料的磁电阻效应研究”）。

各向异性磁阻传感器(Anisotropic Magneto-Resistive sensors, AMR) 是由沉积在硅片上的坡莫合金( Ni 80Fe 20) 薄膜形成的电阻，如图1所示。

除了具有磁阻效应，由于在沉积时外加磁场，AMR 形成易磁化方向，即当外加磁场偏离合金的内部磁化方向时，材料电阻减小，这就是各向异性磁阻效应。

AMR 的电阻与材料所处环境磁化强度M 和电流I 方向间的夹角有关，电流和磁化方向平行时电阻最大为R max ，而电流与磁化方向垂直时电阻最小为R min ，则电流和磁化方向成θ时, 电阻可表示为：()θ2min max min cos R R R R -+= (1)图1磁阻传感器的构造示意图图2磁阻传感器内部结构为了消除温度等外界因素的影响，本实验所用的磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出，内部结构如图2所示。

B504实验报告模板-各向异性磁阻传感器与磁场测量

姓名
学号
教师姓名
上课日期 2016 年月日教室 7 教 B 段 602 房间座位号
（以上信息请根据网络选课页面填写完整。）任课教师签字：
最终成绩：
【预习要点】 1. 磁阻元件的发展与应用。 2. 了解以下概念：各向异性磁铁材料，磁阻，磁阻效应，各向异性磁阻传感器（AMR）可以测量什么。 3. 重点了解磁阻传感器的构成：磁阻元件、易磁化方向、磁敏感方向、磁阻电桥。 4. AMR 测量磁场的原理。 5. 了解磁场实验仪面板，特别注意：复位端（R/S）、补偿端(OFFSET)的作用。 6. 地磁场知识：地磁倾角，地磁场感应强度。【实验目的】（见教材）
Ux 测（V）
Bx 测=Ux/0.25(Gs)
Bx/B0
4. <表 4> 赫氏线圈空间磁场分布测量（B0=4 Gs） X
Y
Vx
0
0.05R
0.10R
0
0.05R
0.10R
0.15R
0.20R
0.25R
0.30R
0.15R
0.20R
0.25R
5. <表 5> 地磁场的测量（选作）磁偏角（度）磁倾角（度）
。（3）确定所用传感器的灵敏度平均值。灵敏度=（输出电压/放大倍数×磁感应强度）。
L=
(mV/V·Gs)
学号
贴坐标纸处
2、对表 2，判断所测输出电压是否符合余弦规律。
。以角度 α 为横坐标，被测电压 U 测为纵坐标作图。
贴坐标纸处
3、对表 3 以位置 X 为横坐标，Bx 为纵坐标作图，讨论
对表3以位置x为横坐标bx为纵坐标作图讨论赫氏线圈的轴向磁场分布特点是对表4数据讨论赫氏线圈的空间磁场分布特点是贴坐标纸处贴坐标纸处贴坐标纸处实验题目如何测量磁场的大小班级姓名学号警示

各向异性磁阻实验报告

各向异性磁阻实验报告各向异性磁阻实验报告引言：各向异性磁阻是指材料在不同方向上对磁场的电阻变化程度不同。

本实验旨在通过测量不同方向上的电阻，研究各向异性磁阻现象，并分析其原理和应用。

实验步骤：1. 实验前准备：准备一块各向异性磁阻材料样品、磁场强度计、电流源和电压表。

2. 将各向异性磁阻材料样品固定在实验台上，并连接电流源和电压表。

3. 通过电流源给样品通入一定大小的电流，记录电压表的读数。

4. 在不改变电流的情况下，将磁场强度计沿不同方向移动，并记录电压表的读数。

5. 重复步骤4，直到测量完所有方向的电压。

实验结果：根据实验数据，我们可以得到各向异性磁阻材料在不同方向上的电阻值。

通过对比不同方向上的电阻值，可以观察到各向异性磁阻现象的存在。

讨论与分析：各向异性磁阻现象是由于材料内部的微观结构导致的。

在各向异性磁阻材料中，存在着一定的磁畴结构。

当外加磁场方向与磁畴结构方向一致时，磁畴边界的移动受到阻碍，电阻增加；而当外加磁场方向与磁畴结构方向垂直时，磁畴边界的移动相对容易，电阻减小。

各向异性磁阻材料由于其特殊的磁畴结构，具有广泛的应用前景。

例如，在磁存储器领域，各向异性磁阻材料被用于读写头的设计，提高数据存取速度和容量。

此外，在传感器和磁性材料领域，各向异性磁阻材料也有着重要的应用，如磁敏传感器和磁性电阻随动器等。

各向异性磁阻的研究还涉及到材料的制备和性能优化。

通过调控材料的成分、晶体结构和磁畴结构，可以实现各向异性磁阻材料的定制化设计，以满足不同领域的需求。

结论：通过本次实验，我们成功地观察到了各向异性磁阻现象，并了解了其原理和应用。

各向异性磁阻材料在磁存储、传感器和磁性材料等领域具有广泛的应用前景。

进一步的研究和开发将有助于推动各向异性磁阻技术的发展。

致谢：感谢实验指导老师的悉心指导，使我们能够顺利完成本次实验。

同时，也感谢实验室的同学们在实验过程中的帮助与支持。

参考文献：[1] 张三, 李四. 各向异性磁阻材料的研究进展[J]. 物理学报, 2020, 69(8): 080101.[2] Wang, Y., & Li, S. (2019). Anisotropic magnetoresistance in magnetic tunnel junctions. Journal of Applied Physics, 125(5), 051101.。

各向异性磁电阻测量实验报告

各向异性磁电阻测量实验摘要：本文阐述了各向异性磁电阻的实验原理及测量方法，分别测量了电流方向与磁场方向平行和垂直两种情况下电阻虽磁场的变化,最后对本实验进行了讨论。

关键词：各向异性磁电阻、AMR曲线、磁电阻测量引言一般所谓磁电阻是指在一定磁场下材料电阻率改变的现象。

1988年，在分子束外延制备的Ｆｅ／Ｃｒ多层膜中发现ＭＲ可达50％。

并且在薄膜平面上，磁电阻是各向同性的。

人们把这称之为巨磁电阻（简记为GMR），90年代，人们又在Ｆｅ／Ｃｕ、Ｆｅ／Ａｌ、Ｆｅ／Ａｇ、Ｆｅ／Ａｕ、Ｃｏ／Ｃｕ、Ｃｏ／Ａｇ和Ｃｏ／Ａｕ等纳米多层膜中观察到了显著的巨磁电阻效应。

1992年人们又发现在非互溶合金（如Ｆｅ、Ｃｏ与Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等在平衡态不能形成合金）颗粒膜如Ｃｏ-Ａｇ、Ｃｏ-Ｃｕ中存在巨磁电阻效应，在液氮温度可达55%，室温可达到20％，并且有各向同性的特点。

1994４年，人们又发现Ｆｅ／Ａｌ2Ｏ3／Ｆｅ隧道结在4.2Ｋ的ＭＲ为30％，室温达18％，之后在其他一些铁磁层／非铁磁层／铁磁层隧道结中亦观察到了大的磁电阻效应，人们将此称为隧道结磁电阻（简记为TMR）。

目前ＭＲ室温达24％的ＴＭＲ材料已制成，用ＴＭＲ材料已制成计算机硬盘读出磁头，其灵敏度比普通ＭＲ磁头高10倍，比ＧＭＲ磁头高数倍。

20世纪90年代后期，人们在掺碱土金属稀土锰氧化物中发现ＭＲ可达103%～106%，称之为庞磁电阻（简记为CMR）。

目前锰氧化物CMR材料的磁电阻饱和磁场较高，降低其饱满和场是将之推向应用的重要研究课题。

利用磁电阻效应可以制成计算机硬盘读出磁头；可以制成磁随机存储器（ＭＲＡＭ）；还可测量位移、角度、速度、转速等。

实验目的（1）初步了解磁性合金的AMR。

（2）初步掌握室温磁电阻的测量方法。

实验原理一些磁性金属和合金的ＡＭＲ与技术磁化相对应，即与从退磁状态到趋于磁饱和的过程相应的电阻变化。

外加磁场方向与电流方向的夹角不同，饱和磁化时电阻率不一样，即有各向异性。

用磁阻传感器测量地磁场的实验报告

用磁阻传感器测量地磁场的实验报告一、引言地磁场是地球表面或附近空间的磁场，是由地球内部流动的液态外核形成的。

地磁场在地球物理学、地磁导航等领域具有重要作用。

而磁阻传感器是一种能够测量磁场强度变化的传感器，可以用于测量地磁场。

本实验旨在通过使用磁阻传感器，测量地磁场的变化，从而探究地磁场的性质及其变化规律。

二、实验目的1.使用磁阻传感器测量地磁场的变化；2.探究地磁场的性质及其变化规律；3.分析实验结果，加深对地磁场的理解。

三、实验原理地球磁场的方向是指向地磁极的，地磁场强度的大小和方向随着地理位置和时间的变化而变化。

磁阻传感器是一种能够测量磁场强度变化的传感器，其工作原理是基于霍尔效应。

当受到外部磁场的作用时，传感器内部产生霍尔电位差，从而输出相应的电压信号，通过对电压信号的测量，可以得到磁场强度的大小。

四、实验材料和装置1.磁阻传感器2.数字万用表3.磁铁4.实验记录表5.实验数据处理软件五、实验步骤1.将磁阻传感器连接至数字万用表，设置为电压测量模式；2.将磁阻传感器放置于地面上，记录下磁场强度的数值；3.在磁阻传感器周围移动磁铁，观察并记录磁场强度的变化；4.将实验数据输入至数据处理软件，进行数据分析；5.根据分析结果，得出地磁场的性质及其变化规律。

六、实验结果与分析通过实验数据的测量和分析，我们得到了地磁场强度随地理位置和外界磁场影响下的变化规律。

地磁场强度的变化不仅受地理位置的影响，还受到外部磁场的影响，因此在进行地磁场测量时需要考虑外部干扰的影响，并进行数据处理和校正。

七、结论与展望本实验通过磁阻传感器测量地磁场的变化，探究了地磁场的性质及其变化规律。

在实验过程中，我们也发现了一些问题和不确定因素，如外部磁场的影响等，需要进一步研究和改进。

通过本实验的学习，我们对地磁场有了更深入的理解，同时也为未来的地磁场研究和应用提供了一定的参考价值。

八、个人观点与理解地磁场是一个十分复杂的自然现象，其变化规律和影响因素需要进一步深入研究。

磁电阻传感器实验报告

磁电阻传感器实验报告摘要：本实验以磁电阻传感器为研究对象，对其进行了一系列研究。

在实验中，我们通过搭建实验装置，测量了磁电阻传感器的输出电压大小和响应时间，分析了其受磁场强度和磁场方向变化对输出电压的影响，并对实验结果进行了详细的讨论和分析。

一、实验背景磁电阻传感器是一种常用的磁性传感器，其工作原理是利用材料的磁电阻效应，通过测量磁场的变化来实现测量物理量。

本实验旨在探究磁电阻传感器的工作原理和性能，为相关领域的研究和应用提供参考。

二、实验原理磁电阻传感器通常由磁电阻单元和信号调理电路两部分组成。

磁电阻单元是利用其具有的磁电阻效应，在磁场中产生电阻变化，从而测量磁场的变化。

信号调理电路则用于对磁电阻单元输出的微弱信号进行放大和处理，使其能够被读取。

磁电阻单元的工作原理是基于材料的磁电阻效应。

在外加磁场的作用下，磁电阻材料中的电子自旋会立即重新排列，从而导致电阻发生变化。

通过测量电阻的变化，可以得知外加磁场的强度和方向。

三、实验过程（一）实验器材：磁电阻传感器、实验电路板、电极线缆、信号发生器、示波器等。

（二）实验步骤：1. 将磁电阻传感器固定在实验电路板上，并连接相应的电极线缆。

2. 将信号发生器的输出端与实验电路板上的输入端相连接。

3. 将示波器的探头与实验电路板上的输出端相连接。

4. 调整信号发生器的输出频率和电压，记录磁电阻传感器输出的电压大小。

5. 改变外加磁场的强度和方向，记录磁电阻传感器输出的电压大小和响应时间。

6. 分析实验结果，讨论磁电阻传感器的性能和应用。

四、实验结果与分析在本实验中，我们测量了磁电阻传感器在不同磁场强度和方向下的输出电压大小和响应时间，并进行了分析。

实验结果表明，磁电阻传感器的输出电压随着外加磁场强度的增大而增大，但电压的增长速度逐渐减缓。

此外，当磁场的方向与磁电阻传感器的灵敏轴角度相同时，输出电压最大，相反则输出电压最小。

针对实验结果，我们进行了详细的讨论和分析。

磁阻传感器与地磁场测量实验报告

磁阻传感器与地磁场测量实验报告磁阻传感器是一种能够感知磁场变化的传感器，广泛应用于导航、位置检测、智能手机等领域。

本实验旨在通过使用磁阻传感器，测量地磁场的变化，并对实验结果进行分析和讨论。

实验仪器与材料：1. Arduino开发板。

2. 磁阻传感器。

3. 电磁铁。

4. 电源。

5. 万用表。

6. 电磁铁控制模块。

实验步骤：1. 将磁阻传感器连接至Arduino开发板，并通过串口将数据传输至计算机。

2. 将电磁铁与电磁铁控制模块连接至电源，产生磁场。

3. 在实验室内不同位置，测量地磁场的强度，并记录数据。

4. 分析实验数据，得出结论。

实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了地磁场在不同位置的强度数据。

实验结果表明，地磁场的强度受到地理位置的影响较大，不同位置的地磁场强度存在一定的差异。

同时，我们还发现在电磁铁附近，地磁场的强度会发生显著的变化，这与电磁场的产生有关。

在实验过程中，我们还发现磁阻传感器对于地磁场的测量具有较高的灵敏度和稳定性，能够准确地感知地磁场的变化。

这为磁阻传感器在导航、位置检测等领域的应用提供了可靠的数据支持。

结论：通过本次实验，我们成功地利用磁阻传感器对地磁场进行了测量，并得出了地磁场在不同位置的强度分布规律。

实验结果表明，磁阻传感器在地磁场测量中具有较高的准确性和可靠性，为相关领域的应用提供了有力支持。

总结：本次实验不仅加深了我们对磁阻传感器原理的理解，还为我们提供了实际操作的机会。

通过实验，我们不仅学会了如何使用磁阻传感器进行地磁场测量，还对地磁场的特性有了更深入的了解。

相信这对我们今后的学习和科研工作具有一定的帮助。

《各向异性磁电阻》报告

各向异性磁电阻测量姓名：学号：院系：各向异性磁电阻测量引言磁电阻（MR）效应是指物质在磁场作用下电阻发生变化的现象。

按磁电阻效应的机理和大小，磁电阻效应一般可以分为：正常磁电阻（OMR）效应，各向异性磁电阻（AMR）效应，巨磁电阻（GMR）效应。

磁阻材料在高密度读出磁头磁传感器、微弱磁场测量、各类运动的检测等领域有着宽广的应用，从而成为国际上引人瞩目的研究领域。

图1为早期报道的Co-Cu颗粒膜磁电阻曲线。

磁电阻效应，特别是巨磁电阻效应的理论涉及较多的固体量子知识，CMR等尚未有比较完善的统一理论解释，这里不作介绍。

本文仅从纯粹的技术角度上测量各向异性磁电阻，不作物理细节上的深入划分。

实验原理各向异性磁电阻效应（AMR效应）指在铁磁性的过渡族金属、合金中，即材料的磁阻和其在磁场中的磁化方向有关，即磁阻值是其磁化方向与电流方向之间夹角的函数。

外加磁场方向与电流方向的夹角不同，饱和磁化时电阻率不一样，即有各向异性。

通常取外磁场方向与电流方向平行和垂直两种情况测量AMR 。

即有：Δρ∥＝ρ∥－ρ（０）Δρ⊥＝ρ⊥－ρ（０）这里ρ（０）为铁磁材料在磁场为零状态下的电阻率。

若退磁状态下磁畴是各向同性分布的，畴壁散射变化对磁电阻的贡献较小，将之忽略，通常取：3/)2(0//⊥+=≈ρρρρav ）（其中ρav 表示物质在饱和磁场H 中和磁场为零时的平均电阻率。

大多数材料ρ∥＞ρ（０），故：AMR 常定义为：图2是曾用作磁盘读出磁头和磁场传感器材料的Ni81Fe19的磁电阻曲线，很明显ρ∥>ρ（０），ρ⊥<ρ（０），各向异性明显。

图3是一些铁磁金属与合金薄膜的各向异性磁电阻曲线。

图中的双峰是材料的磁滞引起的。

av av avav av avav av ρρρρρρρρρρρρρρ//////2100∆=∆<-=∆>-=∆⊥⊥⊥00//0//ρρρρρρρ⊥⊥∆-∆=-=AMR实验内容1 实验方法介绍铁磁金属薄膜磁的电阻很低，所以它的电阻率测量需要采用四端接线法。

各向异性磁阻传感器与磁场测量

.实验5-10 各向异性磁阻传感器与磁场测量物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应，磁阻传感器利用磁阻效应制成。

磁场的测量可利用电磁感应，霍耳效应，磁阻效应等各种效应。

其中磁阻效应法发展最快，测量灵敏度最高。

磁阻传感器可用于直接测量磁场，如弱磁场测量，地磁场测量，各种导航系统中的罗盘，计算机中的磁盘驱动器，各种磁卡机等等。

磁阻传感器也可通过磁场变化测量其它物理量，如利用磁阻效应已制成各种位移、角度、转速传感器，各种接近开关，隔离开关，广泛用于汽车，家电及各类需要自动检测与控制的领域。

MRAMRGMR），）），各向异性磁阻（，巨磁阻（磁阻元件的发展经历了半导体磁阻（CMRAMR 的特性并利用它对磁场进行测量。

庞磁阻（）等阶段。

本实验研究【实验目的】1AMR 的原理并对其特性进行实验研究。

．了解2 测量赫姆霍兹线圈的磁场分布。

．3 测量地磁场。

．【实验原理】AMRAnisotropic （传感器各向异性磁阻Magneto-Resistive sensors）由沉积在硅片上的坡莫合Ni80 Fe20）薄膜形成电阻。

沉积时外加磁场，金（形成易磁化轴方向。

易磁化轴是指各向异性的磁体能获得最佳磁性能的方向，也就是无外界磁干扰时磁畴整齐排列方向。

铁磁材料的电阻与电流和磁化方向的夹角有R最大，电流与关，电流与磁化方向平行时电阻max Rθ电流与磁化方向成磁化方向垂直时电阻最小，min角时，电阻可表示为：－R)cos2θR = R(R5-10-1 ）（＋minminmax 在磁阻传感器中，为了消除温度等外界因素对图5-10-1磁阻电桥4个相同的磁阻元件构成惠斯通电输出的影响，由5-10-15-10-1电桥，结构如图中，易磁化轴方向与所示。

图4545当沿与易磁化轴垂直的度偏置磁场，采用理论分析与实践表明，度。

流方向的夹角为方向施加外磁场，且外磁场强度不太大时，电桥输出与外加磁场强度成线性关系。

电桥的无外加磁场或外加磁场方向与易磁化轴方向平行时，磁化方向即易磁化轴方向，29-14所示方向的磁场时，合个桥臂电阻阻值相同，输出为零。

研究性实验报告——各向异性磁阻传感器与磁场测量

研究性实验报告——各向异性磁阻传感器与磁场测量基础物理学研究性实验报告题目：各向异性磁阻传感器（AMR）与地磁场测量第一作者：11111111第二作者：22222222学院：航空科学与工程学院专业：飞行器设计与工程班级：1105192013年5月14日目录摘要........................................................................................................................ . (1)关键词........................................................................................................................ (1)一、实验要求 (1)二、实验原三、实验仪器介绍 (2)四、实验内容 (4)1、测量前的准备工作 (4)2、磁阻传感器特性测量 (5)3、测量磁阻传感器的各向异性特性 (6)4、赫姆霍兹线圈的磁场分布测量 (7)5、地磁场测量 (10)五、思考题 (10)六、误差分析 (11)七、AMR传感器的应用举例 (11)八、实验感参考文献 (12)附录——原始实验数据(影印版) (13)北京航空航天大学研究性实验报告各向异性磁阻传感器与磁场测量摘要：物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应，磁阻传感器利用磁阻效应制成。

磁阻传感器可用于直接测量磁场或磁场变化，如弱磁场测量。

也可通过磁场变化测量其它物理量，如利用磁阻效应已制成各种位移、角度、转速传感器，广泛用于各类需要自动检测与控制的领域。

磁阻元件的发展经历了半导体磁阻（MR），各向异性磁阻（AMR），巨磁阻（GMR），庞磁阻（CMR）等阶段。

本实验研究AMR的特性并利用它对磁场进行测量。

关键词：AMR，磁阻效应，电磁转换，磁场测量一、实验要求1．熟悉和了解AMR的原理2．测量磁阻传感器的磁电转换特性和各向异性特性3．测量赫姆霍兹线圈的磁场分布4．测量地磁场磁场强度，磁倾角，磁偏角二、实验原理各向异性磁阻传感器AMR（AnisotropicMagneto-Resistive sensors）由沉积在硅片上的坡莫合金（Ni80 Fe20）薄膜形成电阻。

磁阻传感器与地磁场测量报告

磁阻传感器与地磁场测量报告地磁场，作为一种天然磁源，在军事、航空、工业、医学、探矿等科研中有着重要用途。

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，探矿等科研中也有着重要用途。

本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平和垂直分量；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重要方法。

由于磁阻传感器体积小，灵敏度高，易安装，因而在弱磁测量方面有广泛应用前景。

【实验目的】1.了解磁阻和磁阻传感器的基本原理。

2.学习利用磁阻传感器对地磁场的测量。

3.掌握利用磁阻传感器测量地磁场实验仪的灵敏度的方法。

【实验仪器及用具】测量地磁场装置如图所示。

它主要包括底座、转轴，带角刻度的转盘、磁阻传感器的引线、亥姆霍磁线圈、地磁场测定仪控制主机（包括数字式电压表、5V直流源等）仪器面板示意图FD-HMC-2型磁阻传感器与地磁场实验仪1．恒流源；2．数字电压表；3．磁阻传感器输入输出引线；4．亥姆霍兹线圈；5．带角刻度的转盘。

【实验原理】物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。

对于铁，钴，镍及合金等磁性金属，当外加磁场平行与磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各相异性磁阻效应。

磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。

它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上薄膜的电阻率ρ(θ)依赖于磁化强度M和电流I方向间的夹角θ，具有以下关系式其中∥分别是电流I平行于M和垂直于M时的电阻率。

磁阻传感器实验报告

磁阻传感器实验报告摘要：磁阻传感器是一种常用的传感器类型，可以测量物体相对位置和运动的变化。

本实验通过使用磁阻传感器来测量物体的位移，并探究磁阻传感器的工作原理和性能。

实验结果表明，磁阻传感器在测量精度、灵敏度和稳定性方面均表现优秀。

引言：实验目的：1.了解磁阻传感器的工作原理；2.探究磁阻传感器在位置测量方面的性能；3.分析磁阻传感器的线性度和响应时间。

实验方法：1.准备实验材料：磁阻传感器、磁性物体、直流电源、电压表、电阻箱等；2.按照实验装置图搭建实验电路，将磁阻传感器连接到电压表上；3.调节电源输出电压，使电压表读数在磁阻传感器的测量范围内；4.将磁性物体放置在磁阻传感器的测量范围内，并记录电压表的读数；5.移动磁性物体，记录不同位置下的电压表读数；6.对实验数据进行处理和分析。

实验结果：在本实验中，我们对磁阻传感器进行了测试，并记录了相关的实验数据。

通过处理数据，得到以下结果：1.在不同位置下，磁阻传感器的电压输出值呈现线性关系。

实验数据经过拟合，得到了电压输出与位置之间的线性方程。

2.在相同位置下，磁阻传感器的电压输出值具有较高的重复性和稳定性。

重复测量的结果非常接近，证明磁阻传感器的测量误差较小。

3.磁阻传感器的响应时间较短，可以实时检测到磁性物体的位置变化。

讨论与分析：实验结果表明，磁阻传感器在测量精度、灵敏度和稳定性方面表现良好。

其响应时间较短，可以适用于对位置变化要求较高的实时监测场景。

此外，磁阻传感器还具有体积小、重量轻、易于安装和使用的特点，在实际应用中具有广泛的应用前景。

结论：通过本实验，我们对磁阻传感器的工作原理和性能有了更深入的了解。

磁阻传感器在测量物体位置和运动方面表现出很好的线性度、响应时间和稳定性。

在实际应用中，磁阻传感器可以用于测量物体位置变化、物体运动速度等物理量的检测。