用磁阻传感器法描绘磁场分布VIP专享

1 用磁阻传感器法描绘磁场分布加灰色底纹部分是预习报告必写部分实验项目类型：基础验证性圆线圈和亥姆霍兹线圈磁场描绘是一般综合性大学和工科院校物理实验教学大纲中重要实验之一。 通过该实验可以使学生学习并掌握对弱磁场的测量方法，验证磁场的迭加原理，按教学要求描绘出磁场的分布图。本实验仪器选用先进的玻莫合金磁阻传感器，测量圆线圈和亥姆霍兹线圈磁场。该传感器与传统使用的探测线圈、霍尔传感器相比，具有灵敏度高、抗干扰性强、 可靠性好及便于安装等诸多优点，可用于实验者深入研究弱磁场和地球磁场等，是描绘磁场分布的最佳升级换代产品。【实验目的】1. 了解和掌握用一种新型高灵敏度的磁阻传感器测定磁场分布的原理；2. 测量和描绘圆线圈轴线上的磁场分布，验证毕— 萨定理；【实验仪器】1．516FB型磁阻传感器法磁场描绘仪（见图5）套（共 2 件）：2．仪器技术参数：① 线圈有效半径：cm0.10R，单线圈匝数：匝100N；② 数显式恒流源输出电流：mA0.199~0连续可调；稳定度为字1%2.0；③数显式特斯拉计：μ T1,μ T1999~02,μ T1.0,μ T9.199~01分辨率量程分辨率量程；④测试平台：mm160300；⑤交流市电输入：Hz50%,10V220AC。【实验原理】1． 磁阻效应与磁阻传感器：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2 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)(依赖于磁化强度M 和电流 I 方向间的夹角，具有以下关系式：2cos)()(∥（ 1）其中// 、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...