磁阻傳感器以及磁場(chǎng)測(cè)量

1、北航基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)研究性報(bào)告各向異性磁阻傳感器（AMR）與地磁場(chǎng)測(cè)量第一作者： 13271138 盧 楊第二作者： 13271127 劉士杰所在院系： 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院2014年5月27日星期三摘要 物質(zhì)在磁場(chǎng)中電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，磁阻傳感器利用磁阻效應(yīng)制成。 磁場(chǎng)的測(cè)量可利用電磁感應(yīng)，霍耳效應(yīng)，磁阻效應(yīng)等各種效應(yīng)。其中磁阻效應(yīng)法發(fā)展最快，測(cè)量靈敏度最高。磁阻傳感器可用于直接測(cè)量磁場(chǎng)或磁場(chǎng)變化，如弱磁場(chǎng)測(cè)量，地磁場(chǎng)測(cè)量，各種導(dǎo)航系統(tǒng)中的羅盤，計(jì)算機(jī)中的磁盤驅(qū)動(dòng)器，各種磁卡機(jī)等等。也可通過(guò)磁場(chǎng)變化測(cè)量其它物理量，如利用磁阻效應(yīng)已制成各種位移、角度、轉(zhuǎn)速傳感器，各種接近開關(guān)，隔離開關(guān)，廣

2、泛用于汽車，家電及各類需要自動(dòng)檢測(cè)與控制的領(lǐng)域。磁阻元件的發(fā)展經(jīng)歷了半導(dǎo)體磁阻（MR），各向異性磁阻（AMR），巨磁阻（GMR），龐磁阻（CMR）等階段。本實(shí)驗(yàn)研究AMR的特性并利用它對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。關(guān)鍵詞：磁阻傳感器；磁電轉(zhuǎn)換；赫姆霍茲線圈；車輛檢測(cè)；羅盤目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)原理4三、實(shí)驗(yàn)儀器介紹6四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容81.測(cè)量前的準(zhǔn)備工作82.磁阻傳感器特性測(cè)量8a.測(cè)量磁阻傳感器的磁電轉(zhuǎn)換特性8b.測(cè)量磁阻傳感器的各向異性特性93.赫姆霍茲線圈的磁場(chǎng)分布測(cè)量9a. 赫姆霍茲線圈軸線上的磁場(chǎng)分布測(cè)量9b赫姆霍茲線圈空間磁場(chǎng)分布測(cè)量114地磁場(chǎng)測(cè)量12五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理131.磁阻傳感器特

3、性測(cè)量13a.測(cè)量磁阻傳感器的磁電轉(zhuǎn)換特性13b測(cè)量磁阻傳感器的各向異性特性142赫姆霍茲線圈的磁場(chǎng)分布測(cè)量15a赫姆霍茲線圈軸線上的磁場(chǎng)分布測(cè)量15b赫姆霍茲線圈空間磁場(chǎng)分布測(cè)量163地磁場(chǎng)測(cè)量17六、誤差分析與思考題171、誤差分析172、思考題18七、實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)及改進(jìn)方法191、注意事項(xiàng)192、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)19八、總結(jié)與收獲20九、原始數(shù)據(jù)照片20一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉和了解AMR的原理2 測(cè)量磁阻傳感器的磁電轉(zhuǎn)換特性和各向異性特性3 測(cè)量赫姆霍茲線圈的磁場(chǎng)分布4 測(cè)量地磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁傾角，磁偏角二、實(shí)驗(yàn)原理 各向異性磁阻傳感器AMR（Anisotropic Magneto-Resist

4、ive sensors）由沉積在硅片上的坡莫合金（Ni80 Fe20）薄膜形成電阻。沉積時(shí)外加磁場(chǎng)，形成易磁化軸方向。鐵磁材料的電阻與電流和磁化方向的夾角有關(guān)，電流與磁化方向平行時(shí)電阻Rmax最大，電流與磁化方向垂直時(shí)電阻Rmin最小，電流與磁化方向成角時(shí)，電阻可表示為：R = Rmin(RmaxRmin)cos2 在磁阻傳感器中，為了消除溫度等外界因素對(duì)輸出的影響，由4個(gè)相同的磁阻元件構(gòu)成惠斯通電橋，結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1中，易磁化軸方向與電流方向的夾角為45度。理論分析與實(shí)驗(yàn)表明，采用45度偏置磁場(chǎng)，當(dāng)沿與易磁化軸垂直的方向施加外磁場(chǎng)，且外磁場(chǎng)強(qiáng)度不太大時(shí)，電橋輸出與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度成線性關(guān)系。

5、 無(wú)外加磁場(chǎng)或外加磁場(chǎng)方向與易磁化軸方向平行時(shí)，磁化方向即易磁化軸方向，電橋的4個(gè)橋臂電阻阻值相同，輸出為零。當(dāng)在磁敏感方向施加如圖1所示方向的磁場(chǎng)時(shí)，合成磁化方向?qū)⒃谝状呕较虻幕A(chǔ)上逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。結(jié)果使左上和右下橋臂電流與磁化方向的夾角增大，電阻減小R；右上與左下橋臂電流與磁化方向的夾角減小，電阻增大R。通過(guò)對(duì)電橋的分析可知，此時(shí)輸出電壓可表示為：UVb×R/R （1） 式中Vb為電橋工作電壓，R為橋臂電阻，R/R為磁阻阻值的相對(duì)變化率，與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，故AMR磁阻傳感器輸出電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，可利用磁阻傳感器測(cè)量磁場(chǎng)。 商品磁阻傳感器已制成集成電路，除圖1所示的電源輸入端

6、和信號(hào)輸出端外，還有復(fù)位/反向置位端、補(bǔ)償端兩個(gè)功能性輸入端口，以確保磁阻傳感器的正常工作。 復(fù)位/反向置位端的作用是：當(dāng)AMR置于超過(guò)其線性工作范圍的磁場(chǎng)中時(shí)，磁干擾可能導(dǎo)致磁疇排列紊亂，改變傳感器的輸出特性。此時(shí)按下復(fù)位/反向置位端，通過(guò)內(nèi)部電路沿易磁化軸方向產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，使磁疇重新沿易磁化軸方向整齊排列，恢復(fù)傳感器的使用特性。 補(bǔ)償端的作用是：當(dāng)4個(gè)橋臂電阻不嚴(yán)格相等，或是外界磁場(chǎng)干擾，使得被測(cè)磁場(chǎng)為零而輸出電壓不為零時(shí)，此時(shí)可調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流，通過(guò)內(nèi)部電路在磁敏感方向產(chǎn)生磁場(chǎng)，用人為的磁場(chǎng)偏置補(bǔ)償傳感器的偏離。三、實(shí)驗(yàn)儀器介紹 實(shí)驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)如圖2所示，核心部分是磁阻傳感器，輔以磁阻傳感器的角度

7、、位置調(diào)節(jié)及讀數(shù)機(jī)構(gòu)，赫姆霍茲線圈等組成。 本儀器所用磁阻傳感器的工作范圍為±6高斯，靈敏度為1mV/V/Guass。當(dāng)磁阻電橋的工作電壓為1V，被測(cè)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為1高斯時(shí)，輸出信號(hào)為1mV。 磁阻傳感器的輸出信號(hào)通常須經(jīng)放大電路放大后，再接顯示電路，故由顯示電壓計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)還需考慮放大器的放大倍數(shù)。本實(shí)驗(yàn)儀電橋工作電壓5V，放大器放大倍數(shù)50，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1高斯時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出電壓為0.25伏。 赫姆霍茲線圈是由一對(duì)彼此平行的共軸圓形線圈組成。兩線圈內(nèi)的電流方向一致，大小相同，線圈之間的距離d正好等于圓形線圈的半徑R。這種線圈的特點(diǎn)是能在公共軸線中點(diǎn)附近產(chǎn)生較廣泛的均勻磁場(chǎng)，根據(jù)

8、畢奧薩伐爾定律，可以計(jì)算出赫姆霍茲線圈公共軸線中點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為： 式中N為線圈匝數(shù)，I為流經(jīng)線圈的電流強(qiáng)度，R為赫姆霍茲線圈的平均半徑，為真空中的磁導(dǎo)率。采用國(guó)際單位制時(shí)，由上式計(jì)算出的磁感應(yīng)強(qiáng)度單位為特斯拉（1特斯拉10000高斯）。本實(shí)驗(yàn)儀N310，R0.14m，線圈電流為1mA時(shí)，赫姆霍茲線圈中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.02高斯。實(shí)驗(yàn)儀的前面板示意圖如圖3所示。圖3 儀器前面板示意圖 恒流源為赫姆霍茲線圈提供電流，電流的大小可以通過(guò)旋鈕調(diào)節(jié)，電流值由電流表指示。電流換向按鈕可以改變電流的方向。 補(bǔ)償(OFFSET)電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流的方向和大小。電流切換按鈕使電流表顯示赫姆霍茲線圈電流

9、或補(bǔ)償電流。 傳感器采集到的信號(hào)經(jīng)放大后，由電壓表指示電壓值。放大器校正旋鈕在標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)中校準(zhǔn)放大器放大倍數(shù)。 復(fù)位（R/S）按鈕每按下一次，向復(fù)位端輸入一次復(fù)位脈沖電流，僅在需要時(shí)使用。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.測(cè)量前的準(zhǔn)備工作連接實(shí)驗(yàn)儀與電源，開機(jī)預(yù)熱20分鐘。 將磁阻傳感器位置調(diào)節(jié)至赫姆霍茲線圈中心，傳感器磁敏感方向與線圈軸線一致。 調(diào)節(jié)赫姆霍茲線圈電流為零，按復(fù)位鍵恢復(fù)傳感器特性，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流以補(bǔ)償?shù)卮艌?chǎng)等因素產(chǎn)生的偏離，使傳感器輸出為零。調(diào)節(jié)赫姆霍茲線圈電流至300mA（線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度6高斯），調(diào)節(jié)放大器校準(zhǔn)旋鈕，使輸出電壓為1 .500伏。2.磁阻傳感器特性測(cè)量a.測(cè)量磁阻傳感器的磁電

10、轉(zhuǎn)換特性 磁電轉(zhuǎn)換特性是磁阻傳感器最基本的特性。磁電轉(zhuǎn)換特性曲線的直線部分對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即磁阻傳感器的工作范圍，直線部分的斜率除以電橋電壓與放大器放大倍數(shù)的乘積，即為磁阻傳感器的靈敏度。 按表1數(shù)據(jù)從300mA逐步調(diào)小赫姆霍茲線圈電流，記錄相應(yīng)的輸出電壓值。切換電流換向開關(guān)（赫姆霍茲線圈電流反向，磁場(chǎng)及輸出電壓也將反向），逐步調(diào)大反向電流，記錄反向輸出電壓值。注意：電流換向后，必須按復(fù)位按鍵消磁。表1 AMR磁電轉(zhuǎn)換特性的測(cè)量線圈電流(mA)300250200150100500-50-100-150-200-250-300磁感應(yīng)強(qiáng)度(高斯)6543210-1-2-3-4-5-6輸出電壓(V

11、) 數(shù)據(jù)處理要求：以磁感應(yīng)強(qiáng)度為橫軸，輸出電壓為縱軸，將上表數(shù)據(jù)作圖，并確定所用傳感器的線性工作范圍及靈敏度。b.測(cè)量磁阻傳感器的各向異性特性 AMR只對(duì)磁敏感方向上的磁場(chǎng)敏感，當(dāng)所測(cè)磁場(chǎng)與磁敏感方向有一定夾角時(shí)，AMR測(cè)量的是所測(cè)磁場(chǎng)在磁敏感方向的投影。由于補(bǔ)償調(diào)節(jié)是在確定的磁敏感方向進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意在改變所測(cè)磁場(chǎng)方向時(shí)，保持AMR方向不變。 將赫姆霍茲線圈電流調(diào)節(jié)至200mA，測(cè)量所測(cè)磁場(chǎng)方向與磁敏感方向一致時(shí)的輸出電壓。 松開線圈水平旋轉(zhuǎn)鎖緊螺釘，每次將赫姆霍茲線圈與傳感器盒整體轉(zhuǎn)動(dòng)10度后鎖緊，松開傳感器水平旋轉(zhuǎn)鎖緊螺釘，將傳感器盒向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)10度（保持AMR方向不變）后鎖

12、緊，記錄輸出電壓數(shù)據(jù)于表2中。表2 AMR方向特性的測(cè)量 磁感應(yīng)強(qiáng)度4高斯夾角（度）0102030405060708090輸出電壓(V)數(shù)據(jù)處理要求：以?shī)A角為橫軸，輸出電壓為縱軸，進(jìn)行數(shù)據(jù)作圖，判斷曲線有何規(guī)律。3.赫姆霍茲線圈的磁場(chǎng)分布測(cè)量 赫姆霍茲線圈能在公共軸線中點(diǎn)附近產(chǎn)生較廣泛的均勻磁場(chǎng)。 a. 赫姆霍茲線圈軸線上的磁場(chǎng)分布測(cè)量 根據(jù)畢奧薩伐爾定律，可以計(jì)算出通電圓線圈在軸線上任意一點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量垂直于線圈平面，方向由右手螺旋定則確定，與線圈平面距離為X1的點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為： 赫姆霍茲線圈是由一對(duì)彼此平行的共軸圓形線圈組成。兩線圈內(nèi)的電流方向一致，大小相同，線圈匝數(shù)為N，線圈之

13、間的距離d正好等于圓形線圈的半徑R，若以兩線圈中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則軸線上任意一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩線圈在該點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度之和： 式中B0是X0時(shí)，即赫姆霍茲線圈公共軸線中點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。表3列出了X取不同值時(shí)B(X)/B0值的理論計(jì)算結(jié)果。 調(diào)節(jié)傳感器磁敏感方向與赫姆霍茲線圈軸線一致，位置調(diào)節(jié)至赫姆霍茲線圈中心（X0），測(cè)量輸出電壓值。 已知R=140mm，將傳感器盒每次沿軸線平移0.1R，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。表3 赫姆霍茲線圈軸向磁場(chǎng)分布測(cè)量 B0 4高斯位置X-0.5R-0.4R-0.3R-0.2R-0.1R00.1R0.2R0.3R0.4R0.5RB(X)/B0計(jì)算值0.9460.9750.9

14、920.9981.00011.0000.9980.9920.9750.946B(X)測(cè)量值(V)B(X)測(cè)量值(高斯) 數(shù)據(jù)處理要求：將表3數(shù)據(jù)作圖，討論赫姆霍茲線圈的軸向磁場(chǎng)分布特點(diǎn)。 b赫姆霍茲線圈空間磁場(chǎng)分布測(cè)量 由畢奧薩伐爾定律，同樣可以計(jì)算赫姆霍茲線圈空間任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)分布，由于赫姆霍茲線圈的軸對(duì)稱性，只要計(jì)算（或測(cè)量）過(guò)軸線的平面上兩維磁場(chǎng)分布，就可得到空間任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)分布。 理論分析表明，在X £ 0.2R，Y £0.2R的范圍內(nèi)，（BXB0）/B0小于百分之一，BY/BX小于萬(wàn)分之二，故可認(rèn)為在赫姆霍茲線圈中部較大的區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)方向沿軸線方向，磁場(chǎng)大小基本

15、不變。 按表4數(shù)據(jù)改變磁阻傳感器的空間位置，記錄X方向的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電壓VX，測(cè)量赫姆霍茲線圈空間磁場(chǎng)分布。表4赫姆霍茲線圈空間磁場(chǎng)分布測(cè)量 B0 4高斯 X VXY00.05R0.1R0.15R0.2R0.25R0.3R00.05R0.1R0.15R0.2R0.25R0.3R 數(shù)據(jù)處理要求：由表4數(shù)據(jù)討論赫姆霍茲線圈的空間磁場(chǎng)分布特點(diǎn)。 4地磁場(chǎng)測(cè)量 地球本身具有磁性，地表及近地空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)。地磁的北極，南極分別在地理南極，北極附近，彼此并不重合，可用地磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁傾角，磁偏角三個(gè)參量表示地磁場(chǎng)的大小和方向。磁傾角是地磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量與水平面的夾角，磁偏角是地磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量在水平面的投影與

16、地球經(jīng)線（地理南北方向）的夾角。 在現(xiàn)代數(shù)字導(dǎo)航儀等系統(tǒng)中，通常用互相垂直的三維磁阻傳感器測(cè)量地磁場(chǎng)在各個(gè)方向的分量，根據(jù)矢量合成原理，計(jì)算出地磁場(chǎng)的大小和方位。本實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)用單個(gè)磁阻傳感器測(cè)量地磁場(chǎng)的方法。 將赫姆霍茲線圈電流調(diào)節(jié)至零，將補(bǔ)償電流調(diào)節(jié)至零，傳感器的磁敏感方向調(diào)節(jié)至與赫姆霍茲線圈軸線垂直（以便在垂直面內(nèi)調(diào)節(jié)磁敏感方向）。 調(diào)節(jié)傳感器盒上平面與儀器底板平行，將水準(zhǔn)氣泡盒放置在傳感器盒正中，調(diào)節(jié)儀器水平調(diào)節(jié)螺釘使水準(zhǔn)氣泡居中，使磁阻傳感器水平。松開線圈水平旋轉(zhuǎn)鎖緊螺釘，在水平面內(nèi)仔細(xì)調(diào)節(jié)傳感器方位，使輸出最大（如果不能調(diào)到最大，則需要將磁阻傳感器在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)180度后再調(diào)節(jié)）。此時(shí)

17、，傳感器磁敏感方向與地理南北方向的夾角就是磁偏角。 松開傳感器繞軸旋轉(zhuǎn)鎖緊螺釘，在垂直面內(nèi)調(diào)節(jié)磁敏感方向，至輸出最大時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的角度就是磁傾角，記錄此角度。 記錄輸出最大時(shí)的輸出電壓值U1后，松開傳感器水平旋轉(zhuǎn)鎖緊螺釘，將傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)180度，記錄此時(shí)的輸出電壓U2，將U=(U1U2)/2 作為地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量值（此法可消除電橋偏離對(duì)測(cè)量的影響）。表5 地磁場(chǎng)的測(cè)量磁傾角（度）磁感應(yīng)強(qiáng)度U1(V)U2(V)U=(U1U2)/2(V)B=U/0.25(高斯)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)量地磁場(chǎng)時(shí)，建筑物的鋼筋分布，同學(xué)攜帶的鐵磁物質(zhì)，都可能影響測(cè)量結(jié)果，因此，此實(shí)驗(yàn)重在掌握測(cè)量方法。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理 1.

18、磁阻傳感器特性測(cè)量 a.測(cè)量磁阻傳感器的磁電轉(zhuǎn)換特性 實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)為：線圈電流(mA)300250200150100500-50-100-150-200-250-300磁感應(yīng)強(qiáng)度(高斯)6543210-1-2-3-4-5-6輸出電壓(V)1.5001.2741.0330.7800.5220.2610-0.268-0.528-0.787-1.041-1.284-1.515以磁感應(yīng)強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，輸出電壓為縱坐標(biāo)作圖，得： 由圖知，-6高斯到6高斯為傳感器的線性工作范圍，直線斜率K=0.25553 , 相關(guān)系數(shù)R=0.99973 因?yàn)殡姌螂妷簽?V，放大倍數(shù)為50，故靈敏度為 b測(cè)量磁阻傳感器的各向

19、異性特性實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)為：夾角（度）0102030405060708090輸出電壓(V)1.0251.0160.9730.9010.8030.6750.5280.3560.173-0.021以?shī)A角為橫軸，輸出電壓為縱軸，從圖中可以看出：該組數(shù)據(jù)近似的接近余弦規(guī)律，近似函數(shù)為U=1.025cos,即輸出電壓與夾角的余弦成正比。2赫姆霍茲線圈的磁場(chǎng)分布測(cè)量a赫姆霍茲線圈軸線上的磁場(chǎng)分布測(cè)量實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)為：位置X-0.5R-0.4R-0.3R-0.2R-0.1R00.1R0.2R0.3R0.4R0.5RB(X)/B0計(jì)算值0.9460.9750.9920.9981.00011.0000.9980.99

20、20.9750.946B(X)測(cè)量值(V)0.9891.0151.0291.0341.0341.0341.0341.0321.0241.0080.978B(X)測(cè)量值(高斯)3.9564.0604.1164.1364.1364.1364.1364.1284.0964.0323.912由表作圖得：線圈軸線上±0.2R范圍內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度幾乎不變，近似于均勻分布，兩側(cè)則隨位置遠(yuǎn)離中心，B(X)逐漸減小。b赫姆霍茲線圈空間磁場(chǎng)分布測(cè)量 X VXY00.05R0.1R0.15R0.2R0.25R0.3R01.0361.0351.0351.0341.0331.0301.0250.05R1.036

21、1.0361.0351.0351.0341.0311.0270.1R1.0361.0361.0361.0361.0351.0331.0290.15R1.0371.0371.0371.0371.0371.0351.0320.2R1.0371.0371.0381.0381.0391.0391.0370.25R1.0351.0361.0374.0391.0411.0431.0420.3R1.0341.0351.0371.0401.0431.0461.047由表可知，空間中磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)：在X0.15R，Y0.15R范圍內(nèi)，V基本不變，故赫姆霍茲線圈中部區(qū)域磁場(chǎng)大小基本不變。3地磁場(chǎng)測(cè)量磁傾角（度）磁

22、感應(yīng)強(qiáng)度U1(V)U2(V)U=(U1U2)/2(V)B=U/0.25(高斯)68°0.053-0.1230.0880.352磁偏角為北偏東10°六、誤差分析與思考題 1、誤差分析(1) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可能會(huì)受到周圍其他同學(xué)的赫姆霍茲線圈的影響。(2) 實(shí)驗(yàn)中，身上所攜帶的電子儀器的影響(3) 轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器時(shí)，可能使軸向和水平方向有輕微的移動(dòng)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果有偏差。(4) 調(diào)節(jié)儀器時(shí)，傳感器盒水平性可能被破壞。(5) 轉(zhuǎn)動(dòng)赫姆霍茲線圈時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致線圈底座位置的偏離而產(chǎn)生誤差。2、思考題(1)推導(dǎo)公式: 電橋各電阻初始值為 ,而而所以由于四電阻的排列順序且。則所以(2)A

23、MR傳感器的應(yīng)用車輛檢測(cè) 汽車位置變化可以引起地磁場(chǎng)的變化，當(dāng)傳感器上方有車子時(shí)，傳感器周圍穩(wěn)定的地磁場(chǎng)分布收到了擾動(dòng)，這個(gè)擾動(dòng)可以被傳感器確定的撲捉到，傳感器輸出變化明顯，可以此檢測(cè)出特定車位上車輛的到位其情況。羅盤定向與導(dǎo)航傳感器的電子輸出是與沿著其敏感軸的磁場(chǎng)強(qiáng)度成比例的。當(dāng)傳感器放置在水平面上，從指向磁北的角度開始旋轉(zhuǎn)，輸出為航向角度的余弦函數(shù)。將至少兩個(gè)傳感器相互垂直地放置，會(huì)消除輸出的雙值性，使輸出和航向角一一對(duì)應(yīng)，如圖14所示。這些信號(hào)可以用來(lái)控制輪船的舵，使它照預(yù)先制定的航線行駛，即使航向在絕對(duì)意義上講是不知道的。七、實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)及改進(jìn)方法1、注意事項(xiàng)(1)盡量不要攜帶電子設(shè)備進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾。(2)做實(shí)驗(yàn)時(shí)注意不要碰撞桌面，以免影響傳感器的水平度。(3)轉(zhuǎn)動(dòng)