B504实验报告模板-各向异性磁阻传感器与磁场测量
磁阻传感器实验报告
磁阻传感器实验报告磁阻传感器实验报告引言磁阻传感器是一种常见的传感器，它能够通过测量磁场的变化来检测物体的位置、速度和方向等信息。
在本次实验中，我们将对磁阻传感器进行测试，并探讨其工作原理、应用领域以及优缺点等方面的内容。
实验目的本次实验的主要目的是通过实际操作，了解磁阻传感器的基本原理和特性，并掌握其在实际应用中的使用方法。
实验材料和仪器本次实验所需的材料和仪器包括：磁阻传感器、磁铁、电源、示波器、导线等。
实验步骤1. 将磁阻传感器连接到电源，并将示波器的探头连接到传感器的输出端口。
2. 将磁铁靠近传感器，并观察示波器上的波形变化。
3. 调整磁铁与传感器之间的距离，观察示波器上波形的变化情况。
4. 将磁铁移动到传感器的不同位置，观察示波器上波形的变化。
实验结果与分析通过实验观察，我们可以发现当磁铁靠近传感器时，示波器上的波形会发生明显的变化。
这是因为磁铁的磁场会影响传感器内部的磁阻元件，导致输出信号的变化。
当磁铁与传感器的距离增加时，波形的振幅会逐渐减小，直至消失。
这是因为磁铁的磁场强度随距离的增加而减弱，无法对传感器产生足够的影响。
根据实验结果，我们可以得出结论：磁阻传感器的输出信号与磁场的强度和方向有关，距离磁场源越近，输出信号的幅度越大。
这一特性使得磁阻传感器在许多应用领域中得到了广泛的应用。
应用领域磁阻传感器由于其灵敏度高、精度高、成本低等优点，被广泛应用于许多领域，如汽车、航空航天、机器人、医疗设备等。
在汽车领域，磁阻传感器可以用于测量转向角、车速、加速度等参数，以实现车辆的自动控制和安全性能的提升。
在航空航天领域，磁阻传感器可以用于导航、姿态控制等方面，为飞行器的精确控制提供支持。
在机器人领域，磁阻传感器可以用于测量机器人的位置和姿态，实现精确的运动控制。
在医疗设备领域，磁阻传感器可以用于监测患者的心率、血压等生理参数，为医疗诊断和治疗提供数据支持。
优缺点分析磁阻传感器作为一种常见的传感器，具有以下优点：首先，磁阻传感器的灵敏度高，能够对微小的磁场变化做出反应；其次，磁阻传感器的响应速度快，可以实时监测磁场的变化；此外，磁阻传感器的成本相对较低，易于大规模生产和应用。
各向异性磁阻实验报告
各向异性磁阻实验报告
《各向异性磁阻实验报告》
在这个科技飞速发展的时代，磁性材料的研究和应用变得愈发重要。
各向异性
磁阻作为一种新型磁性材料，具有许多独特的特性，因此受到了广泛关注。
为
了更深入地了解各向异性磁阻的性能和特点，我们进行了一系列实验，并撰写
了本报告。
实验一：各向异性磁阻的磁化曲线测量
我们首先对各向异性磁阻样品进行了磁化曲线测量。
通过施加外加磁场，我们
观察到了各向异性磁阻样品的磁化过程，并得到了相应的磁化曲线。
实验结果
表明，各向异性磁阻样品在外加磁场作用下呈现出明显的磁化特性，具有较高
的矫顽力和饱和磁感应强度。
实验二：各向异性磁阻的磁阻率测量
接着，我们对各向异性磁阻样品进行了磁阻率测量。
实验结果显示，各向异性
磁阻样品在不同方向上的磁阻率存在显著差异，表现出明显的各向异性特点。
这一特性使得各向异性磁阻在磁传感器和磁存储器等领域具有广泛的应用前景。
实验三：各向异性磁阻的磁滞回线测量
最后，我们进行了各向异性磁阻样品的磁滞回线测量。
实验结果表明，各向异
性磁阻样品的磁滞回线呈现出非常规的形状，具有明显的非线性特性。
这一特
点为各向异性磁阻在磁存储器和磁传感器等领域的应用提供了新的可能性。
通过以上实验，我们对各向异性磁阻的性能和特点有了更深入的了解。
各向异
性磁阻作为一种新型磁性材料，具有许多独特的特性，因此在磁存储器、磁传
感器和磁电子器件等领域具有广泛的应用前景。
我们相信，随着对各向异性磁
阻的研究不断深入，其在各种领域的应用将会得到进一步拓展和发展。
[实验报告]磁阻传感器和地磁场的测量
![[实验报告]磁阻传感器和地磁场的测量](https://img.taocdn.com/s3/m/50981b7cbe1e650e52ea99d3.png)
磁阻传感器和地磁场的测量一． 实验目的掌握磁阻传感器的特性。
掌握地磁场的测量方法。
二．实验原理物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。
对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。
HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。
它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图6-8-1所示。
薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。
当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。
同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。
HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。
传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。
传感器内部结构如图6-8-2所示，图中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同，当存在外界磁场时，引起电阻值变化有增有减。
因而输出电压out U 可以用下式表示为b out V R U ⨯⎪⎫⎛∆=对于一定的工作电压，如V V b 00.6=，HMC1021Z 磁阻传感器输出电压out U 与外界磁场的磁感应强度成正比关系，KB U U out +=0上式中，K 为传感器的灵敏度，B 为待测磁感应强度。
各向异性磁阻效应与传感器实验.
各向异性磁阻效应与传感器实验【实验目的】1. 了解正常磁电阻效应、各向异性电阻效应的基本知识。
2. 了解各向异性磁阻传感器原理并对特性进行测量。
3. 测量亥姆霍兹线圈的磁场分布。
【实验原理】1.磁电阻通常磁场会影响电阻率变化，磁电阻表示为。
（1）正常磁电阻效应正常磁电阻效应是由于电子受到洛伦兹力，产生回旋运动，增加了散射几率，导致电阻率增加。
在低磁条件下，随着温度的升高，电阻率增加。
（2）各向异性磁电阻效应AMR依赖于磁场方向和电流方向的夹角。
电阻率表示为：2. 各向异性磁阻传感器各向异性电阻由沉积在硅片上的坡莫合金薄膜形成电阻。
沉积时外加磁场，形成易磁化轴方向，通常通电电流与易磁化轴方向成45度角。
下图是由四个各向异性磁阻原件构成的惠斯特电桥。
无外磁场时，四个阻值相等，输出电压为0。
有外磁场时，合成磁化方向偏转了一个小角度。
结果使R2和R3夹角增大，电阻减小；相反，R1和R4增加，此时输出电压可表示为：式中为电桥工作电压，R为桥臂电阻，故AMR传感器输出电压与磁场强度成正比，可利用磁阻传感器测量磁场。
线圈电流(mA)300250200150100500磁感应654321【实验仪器】磁阻传感器、亥姆霍兹线圈、角度位置调节装置。
【实验步骤】1. 测量准备调节线圈电流至0，再通过调节补偿电流使输出电压为0。
再把线圈电流调至300mA ，调节放大倍数，使输出为1.5V 。
2. 磁阻传感器特性测量将线圈电流逐渐减小至-300mA ，记录相应的输出电压值。
电流换向时，必须按复位键消磁。
测量各向异性时，线圈电流调至200mA ，测量不同夹角时的电压。
实验时要注意把传感器盒和整个仪器同时转动角度。
3. 亥姆霍兹线圈磁场发布测量改变横轴纵轴位移，每0.05R 测量一次。
【数据处理】1.计算磁阻传感器的灵敏度强度(Gs)输出电压(V) 1.510 1.279 1.0350.7830.5250.2620线圈电流(mA)-300-250-200-150-100-50 磁感应强度(Gs)-6-5-4-3-2-1输出电压(V)-1.515-1.282-1.039-0.791-0.532-0.269夹角(度)0102030405060708010.9850.9400.8660.7660.6430.50.3420.17410.9700.8830.750.5870.4130.250.1170.030∴灵敏度K=U/B=0.25612. 各向异性特性输出电压(V)1.035 1.0260.9870.9330.8350.7210.5750.4120.250输出电压(V)1.035 1.050 1.063 1.076 1.087 1.097 1.103 1.110 1.114 1.116不将传感器盒向相反方向旋转时的输出电压：下图为输出电压与的关系图经线性拟合得R=0.9903，可认为U与成线性关系。
磁阻传感器-地磁场传感器实验报告模板
一、实验目的：1.掌握磁阻传感器的各向异性磁阻效应。
2.掌握地磁场的测量方法。
3.熟练使用最小二乘法拟合。
二、实验仪器设备：测量地磁场装置主要包括底座，转轴，带角刻度的转盘，磁阻传感器的引线，地磁场测定仪控制主机。
三、实验原理：物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。
对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。
HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。
它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。
薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1）其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。
当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。
同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。
HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。
传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。
传感器内部结构如图2所示。
图2中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同，当存在外界磁场时，引起电阻值变化有增有减。
因而输出电压out U 可以用下式表示为 b out U R R U ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛∆= (2)图1磁阻传感器的构造示意图 图2磁阻传感器内的惠斯通电桥 对于一定的工作电压，如V U b 00.5=，HMC1021Z 磁阻传感器输出电压out U 与外界磁场的磁感应强度成正比关系，KB U U out +=0 （3）（3）式中，K 为传感器的灵敏度，B 为待测磁感应强度。
北航物理研究性实验报告——各向异性磁阻传感器(AMR)与地磁场测量
a．测量磁阻传感器的磁电转换特性 .......................................................... 5 b．测量磁阻传感器的各向异性特性.......................................................... 6 3、赫姆霍兹线圈的磁场分布测量.................................................................. 6 a. 赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量..................................................6 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量.......................................................... 7 4．地磁场测量.................................................................................................. 8 五、实验数据及数据处理 ................................................................................... 9 1.磁阻传感器特性测量..................................................................................... 9 a.测量磁阻传感器的磁电转换特性 ............................................................. 9 b．测量磁阻传感器的各向异性特性........................................................ 10 2．赫姆霍兹线圈的磁场分布测量................................................................ 12 a．赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量 ................................................ 12 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量........................................................ 12 3．地磁场测量................................................................................................ 13 六、实验误差分析及注意事项： .....................................................................13 1．我在实验中遇到的问题和现象................................................................ 13 a．携带的电子仪器对实验的干扰 ............................................................ 13 b．实验仪间磁场的相互干扰.................................................................... 13 c．复位（R/S）的使用 .............................................................................. 14 d．操作要细心............................................................................................ 14 2．其它注意事项............................................................................................ 15 七、思考题 .........................................................................................................15 八、磁阻传感器的应用 ..................................................................................... 15 1．磁阻传感器在车辆检测中的应用............................................................ 15 a．车辆的分类 ............................................................................................ 16 b．车辆的方向............................................................................................ 17 c．车辆的存在 ............................................................................................ 17 2．罗盘定向与导航........................................................................................ 18 九、实验感想 .....................................................................................................19 参考文献 .............................................................................................................20
磁阻传感器与地磁场测量实验报告
磁阻传感器与地磁场测量实验报告一、实验目的1、了解磁阻传感器的工作原理和特性。
2、掌握利用磁阻传感器测量地磁场的方法。
3、学会对实验数据进行处理和分析，得出地磁场的相关参数。
二、实验原理1、磁阻效应磁阻效应是指某些金属或半导体在磁场中电阻值发生变化的现象。
磁阻传感器就是利用磁阻效应来测量磁场的。
2、地磁场地磁场是地球周围存在的磁场，其强度和方向在不同的地理位置有所不同。
地磁场可以分解为水平分量和垂直分量。
3、测量原理通过将磁阻传感器放置在不同的方向，测量磁场在不同方向上的分量，然后利用三角函数关系计算出地磁场的大小和方向。
三、实验仪器1、磁阻传感器实验仪包括磁阻传感器、亥姆霍兹线圈、数字电压表等。
2、电脑及数据采集软件四、实验步骤1、仪器连接与调试将磁阻传感器与实验仪连接好，打开电源，预热一段时间，确保仪器正常工作。
2、测量地磁场水平分量（1）将磁阻传感器水平放置，旋转传感器，使数字电压表的示数最大，此时传感器的方向即为地磁场水平分量的方向。
（2）记录此时的电压值，根据仪器的标定系数，计算出地磁场水平分量的大小。
3、测量地磁场垂直分量（1）将磁阻传感器垂直放置，同样旋转传感器，使数字电压表的示数最大。
（2）记录电压值，计算出地磁场垂直分量的大小。
4、数据记录与处理将测量得到的数据记录下来，利用三角函数计算地磁场的大小和方向。
五、实验数据｜测量项目｜电压值（V）｜标定系数（V/T）｜磁场分量大小（T）｜｜｜｜｜｜｜地磁场水平分量｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜地磁场垂直分量｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜六、数据处理1、地磁场大小根据公式＄B ＝＼sqrt{B_{H}＾｛2} ＋ B_{V}＾｛2}｝＄，其中＄B_{H}＄为地磁场水平分量，＄B_{V}＄为地磁场垂直分量，计算地磁场的大小。
2、地磁场方向利用反正切函数＄＼theta ＝＼arctan\frac{B_{V}｝｛B_{H}｝＄计算地磁场的方向。
各项异性磁阻效应及磁场测量.
物理实验报告2014物理学专业实验题目:_ 各项异性磁阻效应及磁场测量姓名: 柯铭沣学号:____135012014071___________日期:__2015_年__9___月__28___日实验 各向异性磁阻传感器及磁场测量[实验目的]1、掌握各向异性磁阻传感器的原理和特性；2、掌握各向异性磁阻传感器测量磁场的基本原理和测量方法。
[实验仪器]磁场测试仪，主要包括底座、转轴、带角刻度的转盘、磁阻传感器的引线、亥姆霍兹线圈、磁场测试仪控制主机(数字式电压表、5 V 直流电源等)。
[实验原理]1、各向异性磁阻传感器一定条件下，导电材料的电阻值R 随磁感应强度B 变化的规律称为磁阻效应。
当半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛伦兹力的作用而发生偏转，因而沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，使得沿电场方向的电流密度减小，电阻增大。
（具体原理详见实验39“半导体材料的磁电阻效应研究”）。
各向异性磁阻传感器(Anisotropic Magneto-Resistive sensors, AMR) 是由沉积在硅片上的坡莫合金( Ni 80Fe 20) 薄膜形成的电阻，如图1所示。
除了具有磁阻效应，由于在沉积时外加磁场，AMR 形成易磁化方向，即当外加磁场偏离合金的内部磁化方向时，材料电阻减小，这就是各向异性磁阻效应。
AMR 的电阻与材料所处环境磁化强度M 和电流I 方向间的夹角有关，电流和磁化方向平行时电阻最大为R max ，而电流与磁化方向垂直时电阻最小为R min ，则电流和磁化方向成θ时, 电阻可表示为：()θ2min max min cos R R R R -+= (1)图1磁阻传感器的构造示意图 图2磁阻传感器内部结构为了消除温度等外界因素的影响，本实验所用的磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出，内部结构如图2所示。
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U1(V)
U2(V)
磁感应强度
U=(U1- U2)/2 (V) B=U/0.25(Gs)
0.30R
警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。
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【实验题目】如何测量磁场的大小 班级
姓名
【实验数据处理】 1、 对表 1:
（1） 以磁感应强度为横轴，以输出电压为纵轴， 根据表中数据作图。
（2）确定所用传感器的线性工作范围为
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【实验题目】如何测量磁场的大小 班级
姓名
学号
警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。
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课程网站地址: /dxwl.html
大学物理实验报告
【实验题目】如何测量磁场的大小 班级
姓名
学号
教师姓名
上课日期 2016 年 月 日 教室 7 教 B 段 602 房间 座位号
（以上信息请根据网络选课页面填写完整。） 任课教师签字：
最终成绩：
【预习要点】 1. 磁阻元件的发展与应用。 2. 了解以下概念：各向异性磁铁材料，磁阻，磁阻效应，各向异性磁阻传感器（AMR）可以测量什么。 3. 重点了解磁阻传感器的构成：磁阻元件、易磁化方向、磁敏感方向、磁阻电桥。 4. AMR 测量磁场的原理。 5. 了解磁场实验仪面板，特别注意：复位端（R/S）、补偿端(OFFSET)的作用。 6. 地磁场知识：地磁倾角，地磁场感应强度。 【实验目的】（见教材）
Ux 测（V）
Bx 测=Ux/0.25(Gs)
Bx/B0
4. <表 4> 赫氏线圈空间磁场分布测量（B0=4 Gs） X
Y
Vx
0
0.05R
0.10R
0
0.05R0.10RFra bibliotek0.15R
0.20R
0.25R
0.30R
0.15R
0.20R
0.25R
5. <表 5> 地磁场的测量（选作） 磁偏角（度） 磁倾角（度）
。 （3） 确定所用传感器的灵敏度平均值。 灵敏度=（输出电压/放大倍数×磁感应强度）。
L=
(mV/V·Gs)
学号
贴坐标纸处
2、对表 2，判断所测输出电压是否符合余弦规律。
。 以角度 α 为横坐标，被测电压 U 测为纵坐标作图。
贴坐标纸处
3、 对表 3 以位置 X 为横坐标，Bx 为纵坐标作图，讨论
赫氏线圈的轴向磁场分布特点是
。
4、 对表 4 数据讨论
赫氏线圈的空间磁场分布特点是
。
贴坐标纸处
警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。
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【实验题目】如何测量磁场的大小 班级
【思考题】（见教材思考题 1、2）
姓名
学号
【实验拓展】
【实验小结】 1、心得体会
2、对本实验的建议与意见
警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。
线圈电流（mA） 300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 磁感应强度（Gs） 6 5 4 2 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 输出电压（V）
灵敏度 L （mV/V·Gs）
2. <表 2> AMR 方向特性的测量。（线圈电流为 200 mA，B0=4 Gs）
1. 2. 3. 【实验原理】（根据预习要点逐条列出原理，要求把教材中的原理图都要画出。）
【实验仪器】（见教材） 1/6
【实验题目】如何测量磁场的大小 班级
【实验内容】（步骤见教材）
姓名
学号
【注意事项】
警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。
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【实验题目】如何测量磁场的大小 班级
姓名
学号
【实验原始数据】 1. <表 1> AMR 磁电转换特性的测量。（放大倍数为 50，Vb=5V）
夹角（度）
0
10 20 30 40 50 60 70 80
90
磁感应强度（Gs）
3. <表 3> 赫氏线圈轴向磁场分布测量（R=140mm，线圈电流为 200 mA，B0=4 Gs）
位置 X
-0.5R -0.4R -0.3R -0.2R -0.1R 0 0.1R 0.2R 0.3R 0.4R 0.5R