 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
电子指南针说明书毕业论文
下载积分：1500
内容提示：电子指南针说明书毕业论文
文档格式：DOC|
浏览次数：18|
上传日期： 01:35:18|
文档星级：
全文阅读已结束，如果下载本文需要使用
 1500 积分
下载此文档
该用户还上传了这些文档
电子指南针说明书毕业论文
官方公共微信磁敏电阻_磁敏电阻图形符号
发表时间： 21:39:12 文章来源:
利用半导体的磁阻效应制造
Magnetoresistor
InSb 或 InAs
磁敏电阻是1种基于磁阻效应而制作的电阻体。它在外施 磁场的作用下(包括外施磁场的强度及方向的变化)能够改变本身的阻值，是1种新颖的传感元件。它可分为半导体磁敏及强磁性金属薄膜磁敏电阻两大类。磁场作用在导体上的各种物理效应（ 霍尔效应、 磁阻效应）早在年间在金属中就发现了，但因效应不显著，长时间以来未得到广泛利用。 半导体出现后，在20世纪50年代后半期开发了高迁移率的新型化合物半导体材料，如锑化铟(InSb)等，也增进了霍耳器件和磁阻器件的研究、开发和利用。半导体磁敏电阻的研制始于6 0年代初，在这方面联邦德国西门子公司较为权威，继而是日本、美国、苏联、西欧等国。在60年代中期即有商品销售，因其和普通电阻1样，具有两个端子、结构简单、灵敏度高、安装方便等优点，其利用较为普遍。强磁性金属薄膜磁敏电阻是用强磁性合金材料制成的1种薄膜型的磁敏电阴器件，其作用原理是强磁性体的磁阻效应，它和半导体磁敏电阻不同，除对磁场的强度敏感（和半导体磁敏电阻相同点）外，对磁场的方向也10分敏感（和半导体磁敏电阻不同点）。由于薄膜不是半导体材料而是强磁性体合金，因此具有较小的温度系数，且性能较为稳定、灵敏度高，现已商品化和实用化。强磁性金属薄膜磁敏电阻是日本索尼公司于70年代初开发的1种磁敏器件，它在问世后10几年的时间中，发展10分迅速。可以用它构成许多新型磁敏传感器用于丈量微位移、角度、转速、流量、压力等。
磁敏材料能通过磁阻效应将磁信号转换成 电信号。磁阻效应包括材料的 电阻率随磁场而变化和元件电阻值随磁场而变化两种现象。前者称磁电阻率效应或物理磁阻效应，后者称为磁电阻效应或几何磁阻效应。磁敏电阻材料主要是电子迁移率大的半导体材料，还有铁镍钴合金。经常使用的半导体有InSb(或InSb-NiSb共晶材料)、砷化铟(InAs)和砷化镓(GaAs)等材料，1般用N型。高纯度InSb和InAs的电子迁移率分别为5.6～6.5 m/(V?s)和2.0～2.5m/(V?s)。InSb的禁带宽度小，受温度影响大。GaAs的禁带宽度大，电子迁移率也相当大[0.8 m/(V?s)]，受温度影响小，且灵敏度也高。镍钴合金和镍铁合金的电阻温度系数小，性能稳定，灵敏度高，且具有方向性，可制作强磁性磁阻器件，用于 磁阻的检测等方面。用半导体材料制作的磁敏电阻器、无触点电位器、摹拟运算器和磁传感器等利用于丈量、计算机、无线电和自动控制等方面。半导体InSb-NiSb磁敏电阻器用于磁场、电流、位移和功率丈量及摹拟运算器等方面，其阻值为10Ω～1kΩ，相对灵敏度6～18 (B=1 T)，温度系数⑵.9%～0.09% (1/℃) (B=1 T)，极限工作频率1～10 MHz。在丈量小于0.01T的弱磁场时，必须附加以偏置磁场才能进行。Ni-Co薄膜磁敏电阻器主要用于探测磁场方向、磁带位置检测、丈量和控制转速或速度和无触点开关等方面。阻值有1、10、250kΩ，相对灵敏度2%以上(3×10T下)，温度系数×10(1/℃)，感应磁场3×10T以上，工作温度⑸5～150℃。在检测磁场反转或可逆磁场以下的磁信号时，也应采取偏置磁场。
结构及原理
半导体磁敏电阻通常半导体磁敏电阻是由基片、半导体电阻条(内含短路条)和引线3个主要部份组成的。基片又叫衬底，1般是用0.1~ 0.5mm厚的云母、玻璃作成的薄片，也有使用陶瓷或经氧化处理过的硅片作基片的。电阻条1般是用锑化锢(InSb)或砷化铟(InAs)等半导体材料制成的半导体磁敏电阻条，在制造进程中，为了提高磁敏电阻的阻值，缩小其体积、提高灵敏度常把它作成如图1所示的结构。半导体材料的电阻率 ρ 随外磁场强度变化而变化的现象叫作半导体的物理磁阻效应或叫作磁阻率效应。这是由于在外施磁场的作用下，流经半导体磁敏电阻的载流子受 洛仑兹力的作用使其活动路径产生偏斜，从而造成它从1个电极流到另外一个电极所流过的途经(即 载流子运动的轨迹)要比无磁场作用时所通过的途经要长，故其电阻值增大。我们把载流子在磁场作用下的平均偏斜角度 θ 叫作平均霍尔角。它与外施磁场及载流有以下关系：式中 为电子迁移率； B为外施磁场的磁感应强度。从式(1 )可以看出：半导体磁敏电阻材料的载流子迁移率越大，其偏斜的平均霍尔角就越大，电阻的变化就越大。这类电阻的变化和磁场强度的关系大致可以认为：在弱磁场的作用下，半导体磁敏电阻的相对变化率R/R 与所施磁场的磁感应强度 B的平方成正比；而在强磁场的作用下，半导体磁敏电阻的相对变化率ΔR/ R 则与所施磁场的磁感应强度B成正比。强磁性金属薄膜磁敏电阻强磁性金属薄膜磁敏电阻器件的结构如图2所示，和半导体磁敏电阻1样，它也是由基片、强磁性金属薄膜的电阻体和内外引线3部份组成的。基片1般是用厚为0.1~ 0.5mm的玻璃片、高频陶瓷片或经氧化处理的硅片制成；电阻体通常是采取半导体平面工艺中的真空镀膜(或溅射)、光刻、腐蚀工艺而制成的;内引线是用硅铝丝或金丝采取超声压焊或金丝球焊而焊接的，外引线是用非磁性的铜片等材料焊接的。
3个重要参数
1）磁阻比：指在某1规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与零磁感应强度下的阻值之比。2）磁阻系数：指在某1规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与其标称阻值之比。3）磁阻灵敏度：指在某1规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的电阻值随磁感应强度的相对变化率。
几何磁阻效应是指 半导体材料磁阻效应，与半导磁敏电阻的用处 颇广，这里将扼要介绍以下利用。1． 作控制元件可将磁敏电阻用于交换变换器、频率变换器、功率电压变换器、 磁通密度电压变换器和位移电压变换器等等。2．作计量元件可将磁敏电阻用于 磁场强度丈量、位移丈量、频率丈量和功率因数丈量等诸多方面。3．作摹拟元件可在 非线性摹拟、平方摹拟、立方摹拟、3次代数式摹拟和负阻抗摹拟等方面使用。4．作运算器可用磁敏电阻在乘法器、除法器、平方器、 开平方器、立方器和 开立方器等方面使用。5．作开关电路可利用在在接近开关、磁卡文字辨认和磁电编码器等方面。6．作磁敏传感器用磁敏电阻作核心元件的各种磁敏 传感器，其工作原理都是相同的，只是根据用处、结构不同而种类各异。主要有：① 测磁传感器。如新型磁通表，测定恒定磁场 及交变磁场或机电电器等剩磁的仪器，用于航海、 航空的导航仪器。② 转速传感器。如构成新型 的数字式转速表、频率计等。③ 位移和角位移传感器。微位移传感器是工业用机器人的基本器件。④ 铁磁物资探伤用的传感器。⑤ 可变电阻器、无接触电位器和无触点、高性能的磁开关(作定位及控制用)。磁敏电阻和电子元件配合可以构成振荡器、乘法器、函数产生器、调制器、 交直流变换器和倍频器等，还可用来鉴别磁性 油墨印的纸币和票证的真伪。
磁敏电阻型号&&&& &&
以上关于磁敏电阻的相关信息是广德教育网收集并且整理，仅为查考。，结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=T．（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
科目：高中物理
2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”救应的物理学家．材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中RB，R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB．请按要求完成下列实验．（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）．要求误差较小．提供的器材如下：A．磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150ΩB．滑动变阻器R，全电阻约20ΩC．电流表．量程2.5mA，内阻约30Ω&&D．电压表，量程3V，内阻约3kΩE．直流电源E，电动势3V，内阻不计&&F．开关S，导线若干（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=1500Ω，结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=0.90T．
1.80（3）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
科目：高中物理
2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻比值一磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．（1）为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB，已知无磁场时阻值R0=150Ω．现将磁敏电阻置入待测磁场中，在室温下用伏安法测得其两端的电压和通过的电流数据如下表：
1.80根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=Ω，结合图中电阻比值一磁感应强度特性曲线可知待测磁场的磁感应强度B=T．（均保留两位有效数字）（2）请用下列器材设计一个电路：将一小量程的电流表G改装成一能测量磁感应强度的仪表，要求设计简单，操作方便．（环境温度一直处在室温下）A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0=150ΩB．电流表G，量程Ig=2mA，内阻约50ΩC．滑动变阻器R，全电阻约1500ΩD．直流电源E，电动势E=3V，内阻约为1ΩE．开关S，导线若干①在图2中的虚线框内完成实验电路图；②改装后，电流表表盘上电流刻度要转换成磁感应强度B．若2.0mA处标0T，那么1.0mA处标T．（保留两位有效数字）
科目：高中物理
2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路．关于这个探究实验，下列说法中正确的是（　　）A、闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大B、闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大C、闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表的示数减小D、闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，安培表的示数减小
科目：高中物理
2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路．关于这个探究实验，下列说法中正确的是（　　）
A、闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大B、闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表的示数减小C、闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，流过ap段的电流可能减小D、闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电源的输出功率可能增大
精英家教网新版app上线啦！用app只需扫描书本条形码就能找到作业，家长给孩子检查作业更省心，同学们作业对答案更方便，扫描上方二维码立刻安装！
请输入姓名
请输入手机号您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
基于磁阻和加速度传感器的三轴电子罗盘研制.pdf 98页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
需要金币：200 &&
你可能关注的文档：
··········
··········
独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要电子罗盘是一种利用地磁场和重力加速度来测量姿态的装置，具有体积小、结构简单、功耗小、成本低等优点，在导航、野外定向、深井勘探、气象监测等各个领域有着广阔的应用前景。本文利用各向异性磁阻传感器和加速度传感器研制了带倾斜补偿功能的三轴电子罗盘，并进行了提高电子罗盘精度的相关研究。论文首先介绍了电子罗盘的测量原理，并建立三轴电子罗盘的数学模型。通过对比各种弱磁测量方法，确定了以磁阻传感器HMC和加速度传感器ADXL202E为信号敏感单元的三轴电子罗盘设计方案。在分析传感器性能的基础上，给出了提高电子罗盘精度的实施措施，从电源、信号调理、磁阻传感器置位/复位、偏置电压消除等方面对电子罗盘的硬件进行了优化设计与改进。同时，对电子罗盘的软件算法进行了研究，包括数据采集、数字滤波、姿态解算和兼容NMEA0183标准的通信协议等。论文还对电子罗盘的误差来源进行了分析，并采用十二位置翻滚法和椭圆假设算法分别对电子罗盘的误差进行了补偿。为保证电子罗盘工作的可靠性和抗干扰能力，在软、硬件和制作工艺方面采取了一系列抑制干扰的措施。在成功研制了电子罗盘样机后，制定了罗盘样机的实验测试方案，以验证电子罗盘设计方案的可行性和误差补偿的效果。最后将罗盘样机与美国Honeywell公司的HMR3000电子罗盘进行了对比测试。实验表明：±60°倾角范围内，样机的倾角测量精度为±0.3°；水平姿态下，样机与HMR3000的航向输出差值不超过±0.7°。本文的研究结果对电子罗盘进一步的研究具有重要的借鉴意义。关键词：电子罗盘；磁阻传感器；加速度传感器；误差校正；罗差—I—万方数据基于磁阻和加速度传感器的三轴电子罗盘研制AbstractElectriccompassisadeviceforattitudemeasurementbasedongeomagneticfieldandgravity.Ithastheadvantagesofverysmallsize,simplearchitecture,lowcostandlowpowerconsumption,etc.Andithasexpansivefutureinthefieldofnavigation,orienteering,deepexplorationandweathermonitoring,etc.Atilt-compensatedthree-axiselectroniccompasshasbeendevelopedbasedonanisotropicmagneto-resistivesensorandaccelerometer.Inordertoimprovetheaccuracyofelectroniccompass，someresearchesonbothdesignandmethodhavebeendoneinthisthesis.Thisthesishasintroducedthemeasurementprincipleofelectroniccompass,andestablishedthemathematicalmodelofthree-axiselectroniccompass.Bycomparingwithvariousofweakmagneticmeasurement，magneto-resistivesensorHMCandaccelerometerADXL202Eareusedtoobtainsignalforelectriccompass.Withtheanalysisofsensorperformances,avarietyofmeasurestoenhan
正在加载中，请稍后...Access denied |
used Cloudflare to restrict access
Please enable cookies.
What happened?
The owner of this website () has banned your access based on your browser's signature (38d581d831d26e02-ua98).