TMR传感器
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- 宣布时间:2015/1/29 12:04:40
- 作者:yw永旺快投网电气
界说
TMR(Tunnel MagnetoResistance)传感器:隧道磁电阻传感器
TMR传感器是近年来最先工业应用的新型磁电阻效应传感器,其使用的是磁性多层膜质料的隧道磁电阻效应对磁场举行感应,普遍用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来丈量电流、位置、偏向等物理参数。
TMR效应基于电子的自旋效应,在磁性钉扎层和磁性自由层中心距离有绝缘体或半导体的非磁层的磁性多层膜结构,由于在磁性钉扎层和磁性自由层之间的电流通过基于电子的隧穿效应,因此称这一多层膜结构称为磁性隧道结(MTJ, Magnetic Tuunel Junction)。这种磁性隧道结在横跨绝缘层的电压作用下,其隧道电流和隧道电阻依赖于两个铁磁层(磁性钉扎层和磁性自由层)磁化强度的相对取向。当磁性自由层在外场的作用下,其磁化强度偏向改变,而钉扎层的磁化偏向稳固,此时两个磁性层的磁化强度相对取向爆发改变,则可在横跨绝缘层的的磁性隧道结上视察到大的电阻转变,这一物理效应正是基于电子在绝缘层的隧穿效应,因此称为隧道磁电阻效应(TMR ,Tunneling Magnetoresistance )。也就是说TMR磁传感器是使用磁场的转变来引起磁电阻转变,另一方面,我们可以通过视察TMR磁传感器的电阻转变来丈量外磁场的转变。以是我们可以以为TMR传感器就是一个电阻,只是TMR传感器的电阻值随外加磁场值的转变,其阻值爆发改变。
01TMR线性磁传感器
线性磁传感器接纳自旋阀结构的TMR多层膜通过现代集成工艺制成。器件接纳推挽式惠斯通电桥结构设计,能够有用地赔偿传感器的温度漂移。其内部包括四个高迅速度TMR敏感电阻,输出信号的峰.峰值可达事情电压的80%,从而降低了许多应用中外部信号放大处置惩罚电路的重漂后,在部分应用中甚至不需要举行放大,减小了传感器体积和降低了整体本钱。
02TMR电撒播感器
电流通过导线时在导线周围会爆发磁场,磁场的巨细正比于导线中电流的巨细,因此接纳TMR磁场传感器丈量磁场的巨细则可以间接地丈量导线中电流的巨细,传感单位仍然接纳推挽式惠斯通电桥结构,输出信号的峰峰值可达事情电压的80%。
03TMR角度传感器
在传感器芯片上外貌安排一块磁体,通过旋转磁体,该磁体可以在平行于传感器芯片外貌的恣意偏向爆发使TMR芯片饱和的磁场。传感器中的TMR器件主要由两磁性层组成,一层是“钉扎层”.磁化偏向不受外加磁场影响,另一层是“自由层”,磁化偏向随外加磁场转变,并在外加磁场巨细饱和时,与外加磁场偏向相同。隧道磁电阻效应使得传感器电阻随钉扎层和自由层磁化偏向夹角呈余弦关系转变,以是随着外加磁场角度转变,传感器的输出电压呈正/余弦曲线。由此我们可以通过传感器的输出电压而获得磁体角度位移的转变。由于正弦或余弦曲线的非枯燥性,需要两个磁敏感偏向相互笔直的传感单位提供的信息来最终确定磁体的角度。
1、功耗更低,电阻率大、事情电流小,事情电压低;
2、精度高,迅速度高、信噪比好、区分率高、线性好、线性规模宽;
3、体积小,工艺性好,磁藕合、非接触、抗滋扰能力强、稳固性好,可在油污、灰尘、雨水等卑劣情形下事情;
4、温度稳固性好,事情温度规模宽,可达200摄氏度;