《傳感器技術(shù)及應(yīng)用(全彩)》工作任務(wù)3-1磁敏電阻傳感器

之一磁敏電阻傳感器磁敏傳感器是利用磁與電之間的關(guān)系，其中包括磁阻效應(yīng)，磁電效應(yīng)和霍爾效應(yīng)等等原理造成的傳感器。磁阻效應(yīng)是指磁場垂直通過沿長度方向有電流通過的半導(dǎo)體時，在沿電流方向的半導(dǎo)體電阻率發(fā)生改變的原理。應(yīng)用這磁阻效應(yīng)可以制造出磁敏電阻傳感器。概述

磁電效應(yīng)是指利用導(dǎo)體和磁場相對運動而在導(dǎo)體兩端輸出感應(yīng)電動勢的原理。應(yīng)用磁電效應(yīng)可制造出磁電式傳感器?；魻栃?yīng)是指在半導(dǎo)體（導(dǎo)體）中接入相互垂直的磁場和電流，則在與磁場和電流均垂直的方向上產(chǎn)生一個電動勢，這個電動勢我們稱為霍爾電動勢，這一原理稱為霍爾效應(yīng)，應(yīng)用霍爾效應(yīng)制造出的霍爾傳感器廣泛應(yīng)用在機械測試、看上去化測量等領(lǐng)域。

任務(wù)描述磁敏傳感器電路是由有磁敏器件、轉(zhuǎn)換電路和控制電路組成的。如下圖所示。任務(wù)條件磁電傳感器電路是以磁電傳感器為核心的測量、控制及應(yīng)用電路，正確選擇磁電傳感器是實現(xiàn)磁電測量和控制的關(guān)鍵。由于磁電傳感器已經(jīng)把磁能轉(zhuǎn)換為電能信息，所以除了磁電傳感器，驅(qū)動電路是必需的電路。執(zhí)行機構(gòu)是終端，它可以采用不同的執(zhí)行方式的模式，一般是磁、電、聲、機械模式。磁電傳感器應(yīng)用于有磁場有關(guān)的場合中。由于磁電傳感器種類很多，在應(yīng)用時要視電路的功能選擇磁電傳感器，這樣才能適當(dāng)?shù)貞?yīng)用磁電傳感器。磁敏電阻就是對磁場反應(yīng)敏感的半導(dǎo)體元件，它的電阻率磁場的強度變化的電阻器。利用其電阻值隨磁場強度而改變的特性，它可以將磁感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換為電信號。磁敏電阻廣泛應(yīng)用在自動控制中，還可以用于磁場強度、漏磁的檢測等。它可以作為磁敏傳感器使用，也可以作為無觸點電位器使用。之一磁敏電阻傳感器一、應(yīng)用案例

磁敏電阻器作磁敏傳感器時的結(jié)構(gòu)原理如下圖。1.磁敏電阻器作為磁敏傳感器

磁敏電阻是由R1與R2構(gòu)成三端式元件，覆蓋著一永久磁鐵。而且R1＝R2，如果把“1”和“3”腳作為電壓輸入端，“2”腳與“1”腳（“3”腳）為輸出端。由R1與R2構(gòu)成一個分壓電路。永久磁鐵覆蓋R1與R2的面積相等且各占一半時，輸出電壓等于輸入電壓的1/2；如果永久磁鐵完全覆蓋R1時，“2”“3”腳輸出最大，“1”“2”腳輸出最小；如果永久磁鐵完全覆蓋R2時，“2”“3”腳輸出最小，“1”“2”腳輸出最大。一、應(yīng)用案例

磁敏電阻器作為無觸點電位器的結(jié)構(gòu)原理如下圖2.磁敏電阻器作為無觸點電位器

用磁敏電阻作為無觸點電位器的原理如前圖

所示基本相同，在這里只是將磁敏電阻R1和R2分別制成兩個半圓形，兩者合起來形成了一個圓環(huán)，永久磁鐵可以360°旋轉(zhuǎn)，永久磁鐵覆蓋R1與R2的面積相等且各占一半時，“3”腳輸出電壓等于輸入電壓的1/2；如果永久磁鐵完全覆蓋R1時，“3”“2”腳輸出最大，“3”“1”腳輸

出最??；如果永久磁鐵完全覆蓋R2時，“3”“2”腳輸出最小，“3”“1”腳輸出最大。二、知識鏈接

磁敏電阻電路符號與標(biāo)稱

常見的磁敏電阻器實物和電路符號如圖所示，電路標(biāo)稱用R或RM表示。

（a）磁敏電阻器實物圖（b）電路符號

磁敏電阻器的圖形符號磁敏電阻結(jié)構(gòu)與原理

磁敏電阻是利用半導(dǎo)體的磁阻效應(yīng)制成的，常用的半導(dǎo)體由InSb（銻化銦）材料加工而成。它的外形結(jié)構(gòu)如圖所示。磁敏電阻都做成片狀，長寬尺寸只有幾毫米。為了提高靈敏度，電阻體經(jīng)常做成彎曲串連狀，并通過光刻等方法形成相關(guān)的短路條。磁敏電阻基本結(jié)構(gòu)

磁敏電阻多采用片形膜式封裝結(jié)構(gòu)，有兩端和三端（內(nèi)部兩只串聯(lián)的磁敏電阻）之分。

磁敏電阻是根據(jù)磁阻效應(yīng)制成的。在一個長方形半導(dǎo)體InSb片中，沿長度方向有電流通過時，若在垂直于電流片的寬度方向加上一個磁場，半導(dǎo)體片長度方向上就會發(fā)生電阻率（電阻）增大的現(xiàn)象。當(dāng)半導(dǎo)體片的長度大于寬度時，電阻率（電阻）變化并不明顯；相反，當(dāng)長度小于寬度時，電阻率（電阻）變化就很明顯。磁敏電阻主要參數(shù)

磁阻比：在某一規(guī)定的磁感應(yīng)強度下，磁敏電阻的電阻值RB與零磁感應(yīng)強度時的電阻值R0之比。

磁阻系數(shù)：在某一規(guī)定的磁感應(yīng)強度下，磁敏電阻的電阻值與其標(biāo)稱電阻值之比。

磁阻靈敏度：在某一規(guī)定的磁感應(yīng)強度下，磁敏電阻的電阻值隨磁感應(yīng)強度變化的相對變化率。

磁阻溫度系數(shù)：溫度每增加1oC時，磁敏電阻的電阻值下降的百分比。如在室溫下初始電阻值為10~500Ω；在0~65oC時，磁阻溫度系數(shù)相當(dāng)大，約為－2%/oC；額定功率為20mW。磁敏電阻檢測

根據(jù)磁敏電阻的結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)，在常溫下用萬用表進行測量時