[理學(xué)]磁阻傳感器與地磁場測量_習(xí)題與數(shù)據(jù)處理

1、磁阻傳感器與地磁場測量磁阻傳感器與地磁場測量填空題填空題1.地磁場是一個向量場。地磁場磁感應(yīng)強度矢量B與水平面之間的夾角稱為地磁傾角。地磁場強度矢量B在水平面上的投影為地磁場的水平分量。地磁場磁感應(yīng)強度矢量B總和地磁場的水平分量B構(gòu)成的平面稱為地磁的子午面。2.磁阻效應(yīng)是指某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現(xiàn)象。3.用亥姆霍茲線圈軸心中點附近產(chǎn)生的磁場作為已知量，測量磁阻傳感器的靈敏度。測勵磁電流為正向和反向時兩次傳感器輸出

2、電壓的目的是消除地磁沿亥姆霍K茲線圈軸線方向分量的影響。4.已知地磁傾角β，地磁場磁感應(yīng)強度B總的值。計算地磁場的垂直分量的公式為。?sin總BB??5磁阻傳感器遇強磁場時，會產(chǎn)生磁疇飽和現(xiàn)象而使靈敏度降低。這時可按“復(fù)位”按鈕使恢復(fù)到原靈敏度。6HMC1021Z磁阻傳感器的工作電路是以非平衡電橋形式輸出，它直接將磁阻變化轉(zhuǎn)換成電壓輸出，7對于一定的工作電壓，HMC1021Z磁阻傳感器輸出電壓與外界磁場的磁感outU應(yīng)強度B成正比關(guān)系，

3、即：KBUUout??0問答題問答題1.1.什么是磁阻效應(yīng)？簡述磁阻效應(yīng)的物理機制？什么是磁阻效應(yīng)？簡述磁阻效應(yīng)的物理機制？磁阻效應(yīng)是指某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現(xiàn)象。磁阻效應(yīng)是由于載流子在磁場中受到洛倫茲力而產(chǎn)生的。在達到穩(wěn)態(tài)時，某—速度的載流子所受到的電場力與洛倫茲力相等，載流子在兩端聚集產(chǎn)生霍爾電場，比該速度慢的載流子將向電場力方向偏轉(zhuǎn)，比該速度快的載流子則向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致載流子的漂移路徑增加。

4、或者說，沿外加電場方向運動的載流子數(shù)減少，從而使電阻增加。2.2.說明說明HMC1021ZHMC1021Z型磁阻傳感器的結(jié)構(gòu)特點和輸出特性？型磁阻傳感器的結(jié)構(gòu)特點和輸出特性？HMC1021Z磁阻傳感器由四條鐵鎳合金磁電阻組成一個非平衡直流電橋，非平衡電橋輸出部分接集成運算放大器，將信號放大輸出。由于適當配置的四個磁電阻電流方向不相同，當存在外界磁場時，引起電阻值變化有增有減。對于一定的工作電壓，如，HMC1021Z磁阻傳感器輸出電壓與V

5、Ub00.5?outU外界磁場的磁感應(yīng)強度成正比關(guān)系，即式中為傳感器的KBUUout??0K靈敏度，為待測磁感應(yīng)強度。為外加磁場為零時傳感器的輸出量。B0UHMC1021Z磁阻傳感器是一種單邊封裝的磁場傳感器，它能測量與管腳平行方向的磁場。3.3.磁阻傳感器和霍耳傳感器在工作原理和使用方法方面各有什么特點和區(qū)別？磁阻傳感器和霍耳傳感器在工作原理和使用方法方面各有什么特點和區(qū)別？2測量地磁場的水平分量B輸出電壓：U1=0.41mvU2=2

6、.41mv則TTVmvKmv42110264.04.5341.1UB41.12|)41.2(41.0|2|UU|U??????????3測量地磁場的磁感應(yīng)強度B總；垂直分量和磁傾角β?B輸出電壓=1.90mv1UmvU82.32??角游標讀數(shù)20124181240201????20123221220201????41552)2012418124(1802)(18000002101??????????14572)1012322122(18