8812711033

LABORATORIUM SENSORY I SYSTEMY POMIAROWE SENSORY POLA MAGNETYCZNEGO

W tej prostej postaci efekt magnetorezystancyjny może być wykorzystany do pomiarów kąta i niektórych prędkości kątowych, gdzie nie jest wymagana linearyzacja charakterystyki sensora.

Jak już wspomniano w sensorach wykorzystujących zjawisko magnetorezystywne rezystancja zmienia się pod wpływem pola magnetycznego w zależności od a (wzór 6). Można wykazać, że:

s II	dla H < H0,	(7)
sin a = 1	dla H > H0,	(8)

gdzie H₀ może być uważane za stałą materiałową zależącą od tzw. pola demagnetyzacji i anizotropowego.

Podstawiając równania (7) i (8) do (6) otrzymamy równania:

R = Ro + ARo	K)	dla H < H0,	(9)
R = Ro		dla H > H0,	(10)

które pokazują nieliniową naturę efektu magnetorezystancyjnego.

Linearyzacja

Efekt magnetorezystancyjny może zostać zlinearyzowany poprzez odpowiednie ułożenie pasków aluminium (ang. Barber poles) na powierzchni paska permalloy’u pod kątem 45° do krawędzi paska (rys. 10). Ponieważ aluminium ma znacznie wyższą przewodność niż permalloy, zadaniem „biegunów Barber’a” (ang. Barber pole) jest obrócenie kierunku przepływu prądu o 45° (przepływ prądu przyjmuje kształt „zębów piły” - ang. „saw-tooth”), co efektywnie zmienia kąt magnetyzacji w równaniu (6) z a na a - 45°.

Rys. 10. Linearyzacja efektu magnetorezystancji [Phil998]

Zastosowanie w linearyzacji magnetorezystora ma także mostek Wheatstone'a. W jednej parze diagonalnie przeciwnych elementów „Barber poles” są skierowane pod kątem +45° do osi paska, podczas gdy następna para jest pod kątem -45°. W ten sposób w jednej parze elementów rezystancja rośnie w zależności od zewnętrznego pola, a drugiej obniża się. W rezultacie niezrównoważenie mostka jest liniową funkcją amplitudy zewnętrznego pola magnetycznego w płaszczyźnie paska permalloyu prostopadle do jego osi (rys. 11).

Dla sensorów wykorzystujących „Barber poles” zorientowanych pod kątem +45° do osi paska charakterystykę opisuje następujące równanie:

R = R₀ +    + AR„

2

(U)

Równanie jest liniowe dla H/Ho = 0 co pokazano na rysunku 12.

8

OPRACOWAŁ: J.M.BOMBA (1-19), [e-mail], Bl/110, TEL. [phone]