磁传感器
是什么?
所谓磁传感器，便是把磁场、放射线、压力、温度、光等要素作用下引起灵敏元件磁功用的改动转换成电信号。现代工业和电子产品中使用中，磁传感器最广泛的是以感应磁场强度来丈量电流、方位、方向等物理参数。在现有技能中，有许多不同类型的磁传感器，最常见的是选用霍尔(Hall)元件、各向异性磁电阻(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)、巨磁电阻(Giant Magnetoresistance, GMR)、地道磁阻传感器(Tunnel Magnetoresistance, TMR)为中心的传感器。今日咱们来知道下AMR磁阻传感器。
什么是AMR磁阻传感器?
某些金属或半导体在遇到外加磁场时，其电阻值会跟着外加磁场的巨细发生改动，这种现象叫做磁阻效应，电阻的改动量叫做磁阻。
1857年，Thomson发现坡莫合金的的各向异性磁阻效应。关于有各向异性特性的强磁性金属, 磁阻的改动是与磁场和电流间夹角有关的。咱们常见的这类金属有铁、钴、镍及其合金等。当外部磁场与磁体内建磁场方向成零度角时, 电阻是不会跟着外加磁场改动而发生改动的;但当外部磁场与磁体的内建磁场有必定视点的时分, 磁体内部磁化矢量会偏移，薄膜电阻下降, 咱们这种特性称为各向异性磁电阻效应(Anisotropic Magnetoresistive Sensor,简称AMR)。磁场作用作用下图。
磁阻改动值与视点改动的联系
薄膜合金的电阻R就会因视点改动而改动，电阻与磁场特性对错线性的，且每一个电阻并不与仅有的外加磁场值成对应联系。从上图中，咱们能够看到，当电流方向与磁化方向平行时，传感器最灵敏，在电流方向和磁化方向成45度视点时，一般磁阻作业于图中线性区邻近，这样能够完成输出的线性特性。
AMR磁传感器的根本结构由四个磁阻组成了惠斯通电桥。其间供电电源为Vb，电流流经电阻。当施加一个偏置磁场H在电桥上时，两个相对放置的电阻的磁化方向就会朝着电流方向滚动，这两个电阻的阻值会添加;而别的两个相对放置的电阻的磁化方向会朝与电流相反的方向滚动，该两个电阻的阻值则削减。经过测验电桥的两输出端输出差电压信号，能够得到外界磁场值。
AMR磁阻传感器等效电路
AMR磁阻传感器怎么“发挥拳脚”?
各向异性磁阻传感器的丈量规模正好是以地球磁场散布规模为中心，最合适作业在地球磁场环境下的磁传感器。其选用常见的坡莫合金，具有精度高，体积小，稳定性好等长处，且工艺上只需一层磁性薄膜，工艺简略，成本低，不需求贵重的制作设备，合适批量生产和更投合消费类电子市场的需求。
AMR磁阻传感器能够很好地感测地磁场规模内的磁场低于1高斯。传感器可用来检测一些铁磁性物体如飞机、火车、轿车。其它使用包含磁罗盘、旋转方位传感、电流传感、钻井定向、线方位丈量、偏航速率传感器和虚拟实景中的头部轨道盯梢。
– 导航功用
磁传感器开始是使用其磁性来作为帆海指南针。磁传感器和加速度计能够组成电子罗盘，是丈量方位角比较经济的一种电子仪器。现在电子罗盘广泛使用于轿车和手持电子罗盘，手表，手机，对讲机，雷达勘探器，望远镜，探星仪，穆斯林麦加勘探器(穆斯林钟)，手持 GPS 体系，寻路器，兵器/导弹导航(航位估测)，方位/方位体系，安全/定位设备，轿车、帆海和航空的高功用导航设备，电子游戏机设备等需求方向或姿势显现的设备。
– 车辆控制功用
因为地球是个巨大的磁场，当车辆这类大磁体经过期，会引起地磁场部分的扰动。磁传感器能够勘探到车辆的存在，行进方向，行进速度，车辆巨细等。因而，地下车库能够核算剩下车位数量，能够监测路途车流量状况，为人们的出行供给路途和泊车信息。
– 地磁勘探
各向异性磁阻传感器能够用来区分埋藏物质的。磁阻传感器是使用薄膜合金遇到磁场会发生磁阻值改动的性质，当电桥遇到不同强度的磁场时会发生不同的电压输出，将磁性信号转变为电信号。
