巨磁电阻效应及其应用 数据处理

1、五、实验数据及处理1.GMR模拟传感器的磁电转换特性测量实验数据及由公式B = 0nI算得的磁感应强度如下表所示:(n=24000匝/m 以B为横坐标,输出电压U为纵坐标,作图得: 误差分析:(1在实验操作中,用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差,其范围在正负0.2mA以内,反应在图像上就是最低处的输出都在y轴上,实际上应当是分别分布在y轴左右两侧的;(2用恒流源调节励磁电流时,为保证调到需要调到的励磁电流的精确度,会有很小幅度的回调,可能因磁滞现象造成影响;(3使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失;2. GMR的磁阻特性曲线的测量根据实验数据由公式B = 0nI算

2、得的磁感应强度,由R=U/I算得的电阻如下表所示:(磁阻两端电压U=4V 作图如下: 误差分析:(1在实验操作中,用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差,其范围在正负0.2mA以内,反应在图像上就是最高处的输出都在y轴上,实际上应当是分别分布在y轴左右两侧的;(2用恒流源调节励磁电流时,为保证调到需要调到的励磁电流的精确度,会有很小幅度的回调,可能因磁滞现象造成影响;(3使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失;3. GMR开关(数字传感器的磁电转换特性曲线测量实验数据及由公式B = 0nI算得的磁感应强度如下表所示: 作图如下: 误差分析:(1在实验操作中,用恒流源调节

3、励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差,其范围在正负0.2mA以内;(2用恒流源调节励磁电流时,为保证调到需要调到的励磁电流的精确度,会有很小幅度的回调,可能因磁滞现象造成影响;(3使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失;4.用GMR传感器测量电流低磁偏置25mV 适当磁偏置150mV 作图如下 误差分析:(1操作中,设置低磁偏置和适当磁偏置时,由于输出电压对偏置磁铁的位置变动很灵敏,故初始磁偏置时的输出电压距离要求会有误差;(2在实验操作中,用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差,其范围在正负0.2mA以内;(3用恒流源调节励磁电流时,为保证调到需要调到的励磁电流的精

4、确度,会有很小幅度的回调,可能因磁滞现象造成影响;(4使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失;(5测量适当磁偏置时,减小励磁电流时的初始电流300mA对应的输出电压偏离直线较多,可能由于操作原因,比如偏置磁铁的不稳定或触碰等。5.GMR梯度传感器的特性及应用 作图如下 误差分析:(1转动齿轮时,由于每次转动的幅度很小,由于操作原因会有转动的角度误差存在;(2转动齿轮后读数时,会有因读数造成的角度误差存在;6.通过实验了解磁记录与读出的原理实验数据如下表所示: 误差分析:(1设置的二进制数据写入时,磁卡区域可能未严格对齐;GMR传感器在有关领域的应用实例:基于GMR传感器阵列的生物检

5、测:GMR传感器比电子传感器更灵敏、可重复性强,具有更宽的工作温度、工作电压和抗机械冲击、震动的优异性能,而且GMR传感器的工作点也不会随时间推移而发生偏移。GMR传感器的制备成本和检测成本低,对样本的需求量很小。由GMR传感器组成的阵列,还可以结合现有的IC工艺,提高整体设备的集成度,进行多目标的检测。同时,对比传统的荧光检测法,磁性标记没有很强的环境噪声,标记本身不会逐渐消退,也不需要昂贵的光学扫描设备以及专业的操作人员。测量原理:GMR阵列传感器生物检测的基本模式用GMR阵列传感器进行生物检测,是以磁性颗粒为标记物,采用直接标记法或两步标记法,在施加一定方向的外加磁场的情况下,用磁敏传感器对磁性标记产生的寄生磁场进行检测,从而实现对生物目标定性定量分析。测量方法:以DNA检测为例,第一步将已知序列的DNA探针链结合在包埋了自旋阀传感器的芯片表面,加入用生物素标记的DNA目标链溶液,进行充分杂交;第二步,加入被抗生物素包裹的磁性颗粒,形成生物素一抗生物素共价键,从而选择性地捕获磁性标记。标记反