巨磁电阻效应及其应用-数据处理(共11页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上五、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）励磁电流I1(mA)磁感应强度B输出电压U（V）励磁电流I1(mA)磁感应强度B输出电压U（V）10030.0.265-100-30.0.2639027.0.264-90-27.0.2628024.0.258-80-24.0.2567021.0.242-70-21.0.2406018.0.216-60-18.0.2145015.0.184-50-15.0.1824012.0.1489-40-12.0.1469309.0.1118-

2、30-9.0.1105206.0.0741-20-6.0.0738103.0.0389-10-3.0.0387000.0088000.0085-10-3.0.0273103.0.0291-20-6.0.0591206.0.061-30-9.0.0951309.0.0966-40-12.0.13224012.0.1331-50-15.0.16885015.0.1691-60-18.0.2036018.0.204-70-21.0.2337021.0.233-80-24.0.2528024.0.251-90-27.0.2609027.0.260-100-30.0.26310030.0.252以B为横

3、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）励磁电流I1(mA)磁感应强度B磁阻电流 I（mA）磁阻R（

4、）10030.1.9852015.113359027.1.9822018.8024.1.9792021.222847021.1.9622038.6018.1.9352067.5015.1.9022103.4012.1.8682141.309.1.8332182.206.1.7982224.103.1.7672263.001.7392300.-10-3.1.7512284.-20-6.1.782247.-30-9.1.8132206.-40-12.1.8482164.-50-15.22123.-60-18.1.9182085.-70-21.1.952051.-80-24.1.972030.-90

5、-27.1.9812019.-100-30.1.9812019.励磁电流 I1(mA)磁感应强度 B磁阻电流 I（mA）磁阻R（）-100-30.1.9812019.-90-27.1.982020.20202-80-24.1.9722028.-70-21.1.9582042.-60-18.1.932072.53886-50-15.1.9012104.-40-12.1.8632147.-30-9.1.8322183.-20-6.1.7982224.-10-3.1.7682262.001.7392300.103.1.7592274.206.1.7882237.309.1.8212196.4012.

6、1.8552156.5015.1.892116.6018.1.9242079.7021.1.9552046.8024.1.9712029.9027.1.9812019.10030.1.9832017.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

7、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：高电平：1V， 低电平：-1V减小磁场增大磁场开关动作励磁电流/mA磁感应强度/G开关动作励磁电流/mA磁感应强度/G关13.34.关16.14.开-18.1-5.开-16.3-4.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；（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励

8、磁电流I（mA）输出电压U（mV）励磁电流I（mA）输出电压U（mV）30024.9-3002120024.3-20021.710023.6-10022.3023022.9-10022.410023.6-20021.720024.3-3002130024.9适当磁偏置150mV励磁电流I（mA）输出电压U（mV）励磁电流I（mA）输出电压U（mV）300149.6-300144.5200149-200145.4100148.1-100146.30147.30147.2-100146.3100148.2-200145.4200149.2-300144.5300150.1作图如下误差分析：（1）

9、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起始角度/度6871747780838

10、68992转动角度/度03691215182124输出电压/mV030.955.942.2-12.3-50.8-49.5-25.4-1起始角度/度929598101104107110113116转动角度/度242730333639424548输出电压/mV-12752.933.9-11.1-47.3-48.7-27.3-5.9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：十进制数211二进制数11010011磁卡区域号0123456

11、7读出电平（V）1.9511.9510.0041.9510.0040.0041.9511.951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