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【实验目的】1.了解磁阻传感器测量磁场的基本原理。
用磁阻传感器测定地磁场的方法。
3.了解地磁场的方向与强度。
【仪器和用具】测量地磁场装置如图一所示。
它主要包括底座、转轴，带角刻度的转盘、磁阻传感器的引线、亥姆霍兹线圈、地磁场测定仪控制主机(包括数字式电压表、5V 直流电源等)图一【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。
磁阻传感器是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，如图二所示。
薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度和电流方向间的夹角，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1）其中、分别是电流平行于和垂直于时的电阻率。
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。
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，而非平衡电桥输出后接到一集成运算放大器上，将信号放大输出。
传感器内部结构如图三所示。
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b out U R R U ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛∆= （2）铝合金带玻莫合金薄膜外加磁场电流θＩＭ外加磁场–+Vout偏置磁场R +△RR +△RR -△RR -△RVb图二 磁阻传感器的构造示意图 图三 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，为传感器的灵敏度，为待测磁感应强度。
国外引信技术的发展与我们的对策张河，李豪杰（南京理工大学机电工程学院，南京 210094）摘要：本文结合传感器技术的发展以及对引信技术的推动，对固态传感器、光传感器、磁传感器、陀螺传感器、MEMS 传感器的发展进行了论述，说明了武器系统的发展与传感器的关系，在此基础上，根据国外正在开展的武器系统的研究，以及在近期开展的引信关键技术研究，详细的分析和介绍了MEMS 技术、磁探测技术、硬目标侵彻可编程技术、激光技术在引信中的应用，第二环境力在非旋弹引信中的应用、GPS 与IMU 技术在引信中的应用及多选择技术的发展、感应装定技术的发展等。
介绍了以美国为首的北约集团在近期的引信技术的发展。
特别是美国对引信项目的管理结构、生产程序、发展计划，在分析跟踪的基础上对我国引信科研及管理体制提出了一些设想。
在跟踪研究的基础上，提出了在我国现有的生产制造条件下，应如何开展MEMS 工作和今后的对策和研究设想。
0 引言引信技术的发展与传感器技术的发展密不可分，传感器技术的新成果将首先引入到引信中，本文首先介绍传感器技术的发展。
1 现代传感器的发展1.1 定义中文的传感器来源于英文“Sensor”、“Transducer”，翻译而成的大意是:通过感应或感觉传递,反映外部信息的一种器件或装置,如gauge 量规、压力计、仪表等。
也可以说它是把一种信号形式变换成另一种信号形式以实现信号检测的器件。
在工业、军事领域实际应用中,特别是在机电系统、机器人、引信技术中，主要涉及的是:外界的目标、环境信息→物理信息量→电量。
从结构上传感器可分为:结构型、物性型和智能型。
七十年代之前,主要研究对象是结构性。
如：电阻式传感器R∝L/S，电容式传感器C ∝s/d，电感式传感器L∝dRm/Rm。
七十年代之后,半导体技术的高速发展,推动了物性型传感器的飞速发展。
它是利用材料的物理特性或固体元件的参数的变化而制成。
如：固态传感器和集成传感器。
磁阻传感器测量地磁场的实验数据处理魏奶萍【摘要】介绍了磁阻传感器的实验原理，用计算机origin软件对实验数据进行曲线拟合，拟合结果与传统最小二乘法处理数据相吻合。
计算了霍尔灵敏度和西安市区地磁场的大小，误差较小。
%The principle of magnetoresistance sensor experimental is introduced.The data measured in the ex-periment are carried out curve fitting by the origin software. The experiment result shows an excellent accord-ance with the result of data processing by traditional least square method,hall element sensitivity and Xi’ an urban earth-magnetic are calculated,it found that the error is smaller.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2016(029)003【总页数】3页(P115-117)【关键词】磁阻传感器;地磁场;曲线拟合;数据处理【作者】魏奶萍【作者单位】西安文理学院，陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TM936.6地磁场作为一种天然磁源，在航空、卫星、海洋和医学方面有着重要用途。
地磁场的数值比较小，约10-5T量级，但在直流弱磁场测量中，往往需要知道其数值大小，设法消除其产生的影响。
地磁场测量方法主要有磁聚焦法、光磁共振法、磁旋光成像法、电子自旋共振法及霍尔效应法[1-7]，数值处理也常用最小二乘法和泰勒多项式拟合法[8-9]。
随着磁阻传感器的广泛使用，地磁场测量方法显得简单、易行，目前它已成为各大学院校电磁部分选作实验内容之一[9-13]。
数字罗盘解决方案HMR3400霍尼韦尔HMR3400是专门为航海和精确指南应用而设计的一种数字罗盘解决方案。
霍尼韦尔的磁阻传感器技术连同一个MEMS加速度计，可以提供一个微型、可靠的倾斜补偿电子罗盘。
HMR3400使用从数字罗盘解决方案HMR3300继承而来的一套标准指令，HMR3400的设计可以使其很容易通过一个常规的5V供电电源和一个UART串行数据接口与主系统集成。
霍尼韦尔通过引入创新型的固态磁传感器解决方案，从而保证提供产品的优良品质。
正如所承诺的，这些都是具有高度可靠性、最佳性能的产品。
霍尼韦尔的磁传感器产品能够为您提供最真实可靠的解决方案，值得信赖。
特点优点►紧凑解决方案，封装在一个0.6×1.5英寸的印刷电路板(PCB)上►高精度罗盘►倾斜补偿►低成本►可以采用带式和盘式包装► -40°至+85°C运行温度范围► 8Hz持续数据刷新速率►硬铁补偿功能► 0.5°重复性精度►尺寸窄小、体积小，适用于紧密安装条件和最小布局的限制►±1°水平航向精度►使用一个MEMS加速度计，可以达到±60°的俯仰和侧滚角►大批量、商业OEM(原始设备制造商)设计►大批量OEM装配►适用于消费者和工业环境►快速航向计算，应用于指南►用户驱动的零漏磁场的校准。
►保持一致性的磁阻传感器Honeywell 技术规格参数条件标准值最大值单位最小值航向角精度水平0° 至 ±30°±30°至 ±60° 1.03.04.0度 RMS分辨率0.1 度滞后0.20.4度重复性0.20.4度俯仰和侧滚范围俯仰和侧滚范围±60 度精度 0°至 ± 30°± 30°至 ± 60 0.41.00.51.2度零精度* 水平-20°至 +70°C 热滞后-40° 至 +85°C 热滞后 0.41.05.0度分辨率0.1 度滞后0.2度重复性0.2 度磁场范围最大磁通量密度±2 高斯分辨率0.10.5毫高斯电气输入电压外部调整 4.85.05.2直流电压电流在5.0伏直流电压条件下1524毫安毫安数字接口UART ASCII(1启动, 8 数据, 1 停止, 0奇偶)用户可选择波特率2400 -19200波特数据刷新率持续/选通/平均8 赫兹连接器印制板插座(4-接点) 或 PTH 4 引脚物理尺寸电路板集成0.6 x 1.5 英寸重量 HMR3300 3.75 克环境温度工作贮存-20-55--+70+125*为了达到最佳性能，必需在使用HMR3400前进行零位调整，并经历运行温度限定范围之外的温度暴露。
用磁阻传感器测量地磁场地磁场的数值较小约10-5T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。
本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测定地磁场磁感应强度及地磁磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角。
由于磁阻传感器体积小、灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景[实验目的]1．了解磁阻传感器的特性；2．掌握测量地磁场的一种重要方法。
[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 型磁阻传感器是由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成的一维磁阻微电路集成芯片，其坡莫合金膜，如图1所示，该薄膜的电阻率ρ(θ)依赖于磁化强度M 和电流I 方向的夹角θ ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )//()(⊥⊥-+=(1)其中⊥ρρ、//分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。
当沿着坡莫合金膜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，坡莫合金膜的电阻值会发生较大的变化，利用这一变化，可以测量磁场的大小和方向。
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构成一个非平衡直流电桥(关于直流电桥，请阅实验 )，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出，如图5-50所示。
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U out 可以用下式表示：/b U U R R =⨯∆(2)式中U b 是电桥的工作电压，∆R/R 是外磁场引起的磁电阻阻值的相对变化。
14Honeywell/Commercial Switch&Sensor 霍尼韦尔商业开关与传感器特点侧接收塑料封装TTL/LSTTL/CMOS 兼容反向逻辑输出线性或旋转编码器应用分辨率为0.229mm具有灵敏度温度补偿机械结构上和光谱上与SEP8506和SEP8706LED 相匹配HLC2701专为感测机械运动的速度和方向而设计。
应用包括旋转编码器或线位移编码器。
特别适用于光学鼠标中的编码器。
探测器为单片集成电路包括两个非常靠近的光电二极管、放大器和施密特触发器输出单元。
输出为NPN 集电极带10K Ω上拉电阻，可直接驱动TTL 负载。
探测器中具有灵敏度温度补偿电路，来补偿由于温度变化LED输出功率的漂移。
集成电路封装在一个模压不透光的黑色塑料壳中，可以透射红外能量，而阻挡可见光的透射。
集成电路的敏感区每个宽0.203mm,高0.381mm ，间隔0.0254mm,中心到中心的间隔为0.203mm ，外部边缘到边缘的距离为0.432mm 。
电参数参数供电电压导通辐射阈值迟滞供电电流高电平输出电压（A 和B)低电平输出电压（A 和B)输出上升时间和下降传播延迟，低－高，高－低符号Vcc E eT HYST Icc V OH V OL t r ,t f t PLH , t PHL 最小值 4.5 0.05 2.4典型值 28 100 5最大值 5.5 2.0 7.0 0.4 单位V mW/cm2 % mA V V ns µs 测试条件Vcc=5V Vcc=5.25V Vcc=5V,I OH =0,Ee=0Vcc=5V,I OL =1.6mA,Ee=2.0mW/cm2Vcc=5V,R L =1Kohm Vcc=5V,R L =1Kohm 功能框图外形尺寸图，单位为英寸（毫米）SUNSTAR传感与控制/TEL:0755-********FAX:0755-********E-MAIL:**************SUNSTAR自动化/TEL:0755-********FAX:0755-********E-MAIL:**************公司由传感器销售部、仪表销售部、工程部和总务部四个部组成。
地磁场测定实验地磁场的数值比较小，约510-T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。
本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。
由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。
一、实验目的（1）了解磁阻传感器的各向异性磁阻效应 （2）掌握测量地磁场的定标及测量原理和方法（3）熟练使用最小二乘法拟合 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。
实验32 用磁阻传感器测量地磁场地磁场的数值较小约10-5T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。
本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测定地磁场磁感应强度及地磁磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角。
由于磁阻传感器体积小、灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景[实验目的]1．了解磁阻传感器的特性；2．掌握测量地磁场的一种重要方法。
[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 型磁阻传感器是由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成的一维磁阻微电路集成芯片，其坡莫合金膜，如图1所示，该薄膜的电阻率ρ(θ)依赖于磁化强度M 和电流I 方向的夹角θ ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )//()(⊥⊥-+= (1)其中⊥ρρ、//分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。
当沿着坡莫合金膜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，坡莫合金膜的电阻值会发生较大的变化，利用这一变化，可以测量磁场的大小和方向。
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构成一个非平衡直流电桥(关于直流电桥，请阅实验 )，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出，如图5-50所示。
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U out 可以用下式表示：/b U U R R =⨯∆(2)式中U b 是电桥的工作电压，∆R/R 是外磁场引起的磁电阻阻值的相对变化。
磁阻传感器在磁三分量测井仪中的应用禹智慧【摘要】磁阻传感器具有高灵敏度和抗干扰的特点。
本文介绍HMC1022/1021磁阻传感器性能特点，以及其在磁三分量测井仪中的应用，包括磁阻传感器输出信号放大电路、模数转换电路、微控制电路及置位/复位电路。
HMC1022/1021的应用使磁三分量测井仪具有高精度和实用化的特点。
%Magnetoresistive sensors have high sensitivity and anti-interference features. Thispaper describes the performance characteristics of HMC1022/1021 magnetoresistive sensor and its application in tri-component magnetic logging system,including amplifying circuit of magnetoresistive sensor output signal, analog-digital conversion circuit,MCUcircuit and theset/reset circuit.The application HMC1022/1021makes tri-component magnetic logging system with high accuracy and practical features.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P64-66)【关键词】磁阻传感器;HMC1022/1021;模数转换;置位/复位【作者】禹智慧【作者单位】河北工业职业技术学院宣钢分院，宣化，075100【正文语种】中文0 引言磁三分量测井是将磁法勘探和测井勘探相结合的一种有效的勘探方法，根据不同磁性地质体在地磁场中产生不同磁异常为理论基础，在钻孔中沿钻孔方向进行磁场三分量测量，能够较好对磁性岩、矿体周围所产生的磁场强度异常进行空间观测。
新型磁阻传感器测量地磁场实验的教学探讨徐友冬【摘要】探讨了一种新型磁阻传感器在测量地磁场方面的应用。
特别在确定地磁子午面方向和测量磁倾角上，提出了新的实验方法。
该方法具有操作简单，精确度高等优点。
在实验中，学生能够容易掌握关键操作要点，取得了不错的实验教学成果。
%This article discusses the application of a new magnetoresistive sensor for measuring the earth-magnetic field.In particular,we determine the direction of geomagnetic meridian plane and meas-ure magnetic declination by using a new method which has the advantages of simple operation and high precision.In the experiment,students can easily master the key points of operation and experimental teaching has very good results.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】3页(P111-113)【关键词】磁阻传感器;亥姆霍兹线圈;磁倾角【作者】徐友冬【作者单位】淮海工学院,江苏连云港,222005【正文语种】中文【中图分类】O441.5地磁场作为一种天然磁源，在地球物理、军事、航空、航海、医学、探矿等领域中有着非常重要的用途。
我们往往需要准确的知道地磁场的大小和方向。
但是地磁场是一种很弱的磁场，数值约为10 T量级，而且在地球上不同的地方，其大小和方向也有所不同，这就给精确测量带来了难度。
以前一般是采用正切电流计来测定地磁场的水平分量［1］，由于仪器体积大，操作复杂，误差大，在科研中用的较少。
基于磁阻传感器的数字式磁强计的设计孙笠森岳凤英李永红王恩怀（中北大学信息与通信工程学院太原 030051）摘要：为了实时准确地获取地磁参数，利用Honeywell的HMCl001单轴磁阻传感器和HMCl002双轴磁阻传感器设计了一种基于AD7734和C8051F410的小型化的数字式磁强计，采用恒流源电路和置位电路有效地解决了传感器失调和漂移的影响。
本文阐述了系统硬件设计、软件流程。
对数字式磁强计进行了测试，试验结果验证了该设计方案的可行性。
关键词：数字式磁强计；磁阻传感器；恒流源电路；置位电路【中图分类号】TN949.6 【文献标识码】BThe Design of Digital Magnetometer Based On MagneticResistance SensorSUN Li-sen, YUE Feng-ying, LI Yong-hong，WANG En-huai （College of Information and Communication Engineering, North University of China,Shanxi 030051, China）Abstract:In order to obtain real-time accurate magnetic parameters, designed a miniaturization digitalmagnetometer based on AD7734 and C8051F410 using Honeywell HMC1001 uniaxial magnetic resistance sensor and HMC1002 biaxial magnetic resistance sensor, using constant current source circuit and setting circuit can effectively solve the disorder of sensors and the impact of drift. This paper expounds the system hardware design and software flow. Digital magnetometer was tested, the test results verify the feasibility of the design.Key words:Digital magnetometer; magnetoresistive sensor; Constant current source circuit; Setting circuit0引言随着电子学和地球物理学以及计算机技术等科学的快速发展，地磁探测技术得到了越来越广泛的应用。
