巨磁阻传感器预习材料.doc

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1、巨磁阻实验内容与步骤预习材料［实验仪器］（1）巨磁电阻效应及应用实验仪电流表部分：做为一个独立的电流表使用。具有2mA档和200mA两种档位；电压表部分：做为一个独立的电压表使用。具冇2V档和200mV两种档位；恒流源部分：可变恒流源。实验仪述提供巨磁阻传感器工作所需的4V电源和各组件电路供电所需的±8V电源。（2）基本特性组件山巨磁阻传感器、螺线管线圈和比较电路组成。用以対巨磁阻的磁电转换特性和磁阻特性进行测量。（3）电流测量组件将导线置于巨磁阻传感器近旁,用巨磁阻传感器测量导线通过不同人小电流时导线周围的磁场变化，就可确定电流大小。（4）角位移测量组件用巨磁阻梯度传感器作传感元件，铁磁性

2、齿轮转动吋，齿牙干扰了梯度传感器上偏置磁场的分布，每转过一齿，就输出类似正弦波一个周期的波形。（5）磁读写组件用于演示磁记录与读出的原理。磁卡做记录介质，磁卡通过写磁头时可写入数据，通过巨磁阻传感器将写入的数据读出来。［实验内容与步骤］（结合实验报告册相关数据表格）（1）测巨磁电阻的磁电转换特性曲线）及其开关特性A.巨磁电阻的磁电转换特性I图1巨磁阻传感器磁电转换特性实验原理图如图1所示，巨磁阻传感器位于螺线管磁场中。实验步骤：%1•功能切换按钮切换为“传感器测量”。实验仪“电路供电”接口接至基本特性组件对应的“电路供电''插孔，实验仪的巨磁阻供电4V电压接至基本特性组件“巨磁电阻供电”，实

3、验仪的恒流源输出接至“螺线铮电流输入"，基本特性组件“模拟信号输出”接至实验仪的电压表；%1.按数据记录表的“励磁电流”数据调节恒流源旋钮，记录相应的电压表数据于表格“磁场矢量减小”列中。先从100mA的数值开始，逆吋针调节恒流源旋钮，逐渐减小电流（螺线圈磁场），由于恒流源本身不能提供负向电流，当电流减至0后，交换实验仪恒流源输出接线的极性，使电流反向，然后顺时针调节恒流源旋钮以增人电流（螺线圈磁场），此时流经螺线管的电流与磁感应强度的方向为负；%1.按步骤②记录完数据后，接着从100mA（实际为-100mA）调节恒流源，同理步骤②记录相应的电压表数据于表格“磁场矢量增大”列中。注意电流到0

4、时同样需要交换恒流输出接线的极性；%1.由表格上方参数按公式计算出螺线管内的磁感应强度3;%1.以磁感应强度〃作横座标，所记录的输出电压”为纵座标作出磁电转换特性B~U曲线。B.巨磁阻磁电转换开关特性图2巨磁阻开关传感器结构图将巨磁阻传感器与比较电路、晶体管放大电路集成在一起，即可构成巨磁阻开关（数字）传感器，结构如图2所示。实验步骤：%1.功能切换按钮为“传感器测量”。实验仪“电路供电”接口接至基木特性组件对应的“电路供电”插孔，实验仪的巨磁阻供电4V电压接至棊本特性组件“巨磁电阻供电”，实验仪的恒流源输出接至“螺线管电流输入”，基本特性组件“开关信号输;I「接至实验仪的电压表；%1.先记

5、录“磁场欠量减小”列数据。从30mA开始调节恒流源电流，逆时针调节恒流源旋钮，逐渐减小电流（螺线圈磁场），当电压表示数从1（高电平）转变为・1（低电平）时记录相应的临界电流值，当电流减至0后，交换实验仪恒流源输出接线的极性，使电流反向，然后顺时针调节恒流源旋钮以增大电流（螺线圈磁场），当电压表示数从-1（低电平）转变为1（高电平）时记录相应的临界电流值：%1.按步骤②记录完数据后，接着从30mA（实际为-30mA）调节恒流源，同理步骤②记录相应的临界电流值于表格“磁场矢量增大”列中。注意电流到0时同样需要交换恒流输出接线的极性；%1.以励磁电流/作横座标，电平变化（高或低）为纵座标作出磁电转

6、换开关特性曲线。（2）测巨磁电阻磁阻特性（3〜7?曲线）厂图3巨磁阻传感器磁阻特性实验原理图如图3所示，将被磁屏蔽的两个电桥电阻心皿短路，而心心并联。将电流表串连进电路中，测量不同磁场时回路中电流的大小，就可计算磁阻。实验步骤：%1.功能切换按钮切换为“巨磁阻测虽雹将实验仪电流表串联进巨磁阻供电电路（实验仪的巨磁阻供电4V电压的正极接至基木特性组件“巨磁电阻供电"的正极，“巨磁电阻供电"的负极接至实验仪电流表正极，电流表负极接至实验仪巨磁阻供电4V电压的负极）。实验仪“电路供电”接口接至基本特性组件对应的“电路供电”插孔，实验仪的恒流源输出接至“螺线管电流输入”；%1.按数据记录表的“励磁电

7、流”数据调节恒流源旋钮，记录相应的电流表数据（磁阻电流）于表格“磁场欠量减小”列屮。先从100mA的数值开始，逆吋针调节恒流源旋钮，逐渐减小电流（螺线圈磁场），山于恒流源本身不能提供负向电流，当电流减至0后，交换实验仪恒流源输出接线的极性，使电流反向，然后顺时针调节恒流源旋钮以增人电流（螺线圈磁场）,此时流经螺线管的电流与磁感应强度的方向为负；%1.按步骤②记录完数据后，接着从100mA（实际为-100mA）