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第 25 卷 第 2 期 地学仪器 Vol.25 No.2 2007 年 6 月 GEOLOGY INSTRMENT Jun.2007 巨磁阻传感器原理 上海地学仪器研究所 刘得力（021） 在凝聚态铁镍合金材料中存在这样一种现象：物质的电阻率在磁场中会产生轻微变 化。这种现象叫磁阻效应（AMR）。AMR 效应测量磁场比霍尔效应测磁场有噪音小、线性度 好、温度影响小等特点。但AMR不能用于对地磁场精确测量，因为灵敏度不够高。幸好在 某些条件下物质电阻率会随磁场产生较大变化称作巨磁效应（GMR）。GMR 可以比 AMR 大一 个数量级的灵敏度。近年来实验室里还发现了超巨磁阻效应（CMR），CMR还没大量应用。 美国APPH公司把铁镍合金凝聚在硅片上，并集成一个平面铝线圈，做成地磁传感器。 采用的是巨磁阻效应。工作原理如图一： 外磁场 r 1 A E 1 △U A2 U0 r r -K 2 4 补偿磁场 L 图一：巨磁阻效应磁场传感器工作原理 ① 没有外磁场时，r ~r 组成的巨磁阻电桥平衡ΔU ≈0 ，A 和A 输出都是 0 。 1 4 1 2 ② 有外磁场作用，电桥不平衡，产生ΔU 输出，这个信号经A 放大，反馈到线圈L上，产生一个 1 与外磁场作用相反的磁场，使电桥重新平衡，所以这时A1输出与外磁场成正比。 ③ 把A 输出经跟随器A 输出即是磁场的测量电信号U 。 1 2 0 ④ E 是稳定（激励）电源。 磁场引起了铁镍合金的电阻率变化，这种变化经放大产生反馈信号到线圈上。因 为是负反馈，线圈产生的磁场与外磁场反向，并作用到铁镍合金上，使其电阻率恢复 到初值。外磁场大，反馈信号也大，另一路放大器记录了反馈信号即记录了外磁场大 小。在应用范围内是线性的。而且反馈是通过电桥平衡检测到的，具有灵敏度高、自 19 第 25 卷 第 2 期 地学仪器 Vol.25 No.2 2007 年 6 月 GEOLOGY INSTRMENT Jun.2007 动完成、体积小、安装方便、抗震、长期稳定等特点。 APPH巨磁阻效磁场传感器在测井仪器中应用效果很好。由于体积小，灵敏度高， 安装