實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解磁阻效應(yīng)的基本原理及測(cè)量磁阻效應(yīng)的方法.測(cè)量銻化銦傳感器的電阻與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系.,磁阻效應(yīng)-實(shí)驗(yàn)原理一定條件下，導(dǎo)電材料的電阻值R隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律稱為磁阻效應(yīng)。如圖1所示，當(dāng)半導(dǎo)體處于磁場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體或半導(dǎo)體的載流子將受洛侖茲力的作用，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在兩端產(chǎn)生積聚電荷并產(chǎn)生霍耳電場(chǎng)。如果霍耳電場(chǎng)作用和某一速度載流子的洛侖茲力作用剛好抵消，那么小于或大于該速度的載流子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而沿外加電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)量將減少，電阻增大，表現(xiàn)出橫向磁阻效應(yīng)。若將圖1中a端和b端短路，則磁阻效應(yīng)更明顯。通常以電阻率的相對(duì)改變量來(lái)表示磁阻的大小，即用/（0）表示。其中（0）為零磁場(chǎng)時(shí)的電阻率，設(shè)磁電阻在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中電阻率為（B），則=（B）-（0）。由于磁阻傳感器電阻的相對(duì)變化率R/R（0）正比于/（0），這里R=R（B）-R（0），因此也可以用磁阻傳感器電阻的相對(duì)改變量R/R（0）來(lái)表示磁阻效應(yīng)的大小。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)金屬或半導(dǎo)體處于較弱磁場(chǎng)中時(shí)，一般磁阻傳感器電阻相對(duì)變化率R/R（0）正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方，而在強(qiáng)磁場(chǎng)中R/R（0）與磁感應(yīng)強(qiáng)度B呈線性關(guān)系。磁阻傳感器的上述特性在物理學(xué)和電子學(xué)方面有著重要應(yīng)用。處于磁場(chǎng)中的磁阻器件和一個(gè)外接電阻串聯(lián)，接在恒流源的分壓電路中，通過(guò)對(duì)R的調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)磁阻器件中電流的大小，電壓表聯(lián)接1或2可以分別監(jiān)測(cè)外接電阻的電壓和磁阻器件的電壓。阻效應(yīng)是指某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場(chǎng)變化而變化的現(xiàn)象。同霍爾效應(yīng)一樣，磁阻效應(yīng)也是由于載流子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力而產(chǎn)生的。在達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，某速度的載流子所受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力相等，載流子在兩端聚集產(chǎn)生霍爾電場(chǎng)，比該速度慢的載流子將向電場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)，比該速度快的載流子則向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致載流子的漂移路徑增加。或者說(shuō)，沿外加電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)減少，從而使電阻增加。這種現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。若外加磁場(chǎng)與外加電場(chǎng)垂直，稱為橫向磁阻效應(yīng)；若外加磁場(chǎng)與外加電場(chǎng)平行，稱為縱向磁阻效應(yīng)。一般情況下，載流子的有效質(zhì)量的馳豫時(shí)時(shí)間與方向無(wú)關(guān)，則縱向磁感強(qiáng)度不引起載流子偏移，因而無(wú)縱向磁阻效應(yīng)。目前，磁阻效應(yīng)廣泛用于磁傳感、磁力計(jì)、電子羅盤、位置和角度傳感器、車輛探測(cè)、GPS導(dǎo)航、儀器儀表、磁存儲(chǔ)(磁卡、硬盤)等領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)原理,一定條件下，導(dǎo)電材料的電阻值R隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的規(guī)律稱為磁阻效應(yīng)。應(yīng)用這種效應(yīng)做成的傳感器稱為磁阻元件。,實(shí)驗(yàn)原理,圖1霍爾效應(yīng),當(dāng)導(dǎo)體或半導(dǎo)體處于磁場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體或半導(dǎo)體的載流子將受洛侖茲力的作用，發(fā)生偏轉(zhuǎn),在兩端產(chǎn)生積聚電荷并產(chǎn)生霍耳電場(chǎng)。,實(shí)驗(yàn)原理,在霍耳電場(chǎng)和外加磁場(chǎng)的共同作用下，沿外加電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)量將減少，電阻增大，也就是由于磁場(chǎng)的存在,增加了電阻,此現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。,ab,圖2磁阻效應(yīng),如果將圖2中a端和b端短路,磁阻效應(yīng)更明顯。,實(shí)驗(yàn)原理,通常以電阻率的相對(duì)改變量來(lái)表示磁阻的大小，即用/(0)表示。其中(0)為零磁場(chǎng)時(shí)的電阻率，設(shè)磁電阻電阻值在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)的電阻率為(B)，則,=(B)-(0),由于磁阻傳感器電阻的相對(duì)變化率R/R(0)正比于/(0)，因此也可以用磁阻傳感器電阻的相對(duì)改變量R/R(0)來(lái)表示磁阻效應(yīng)的大小.,R=R(B)-R(0),圖2磁阻效應(yīng)曲線,實(shí)驗(yàn)原理,一般情況下外加磁場(chǎng)較弱時(shí)，電阻相對(duì)變化率正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的二次方；隨磁場(chǎng)的加強(qiáng)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B呈線性函數(shù)關(guān)系；當(dāng)外加磁場(chǎng)超過(guò)特定值時(shí)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的響應(yīng)會(huì)趨于飽和。,實(shí)驗(yàn)操作要求,1.在銻化銦磁阻傳感器工作電流保持不變的條件下（IS=1mA）,測(cè)量銻化銦磁阻傳感器的電阻與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，作R/R(0)B關(guān)系曲線。2.用磁阻傳感器測(cè)量一個(gè)未知的磁場(chǎng)強(qiáng)度(275mT),與毫特計(jì)測(cè)得的磁場(chǎng)強(qiáng)度相比較,估算測(cè)量誤差.,每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)測(cè)量?jī)山M數(shù)據(jù)：磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁電阻（電壓）,磁阻效應(yīng)測(cè)量電路示意圖伏安法,實(shí)驗(yàn)儀器,數(shù)據(jù)表格,1.不要在實(shí)驗(yàn)儀器附近放置具有磁性的物品.,注意事項(xiàng),2.加電前必須保證測(cè)試儀的調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)旋鈕均置零位(即逆時(shí)針旋到底)。工作電流不超過(guò)1mA。,3.嚴(yán)禁在勵(lì)磁線圈加電后插拔勵(lì)磁電流連線!因?yàn)榇藭r(shí)會(huì)有極強(qiáng)的感應(yīng)電壓,可能損壞儀器.如須插拔勵(lì)磁電流連線,應(yīng)將勵(lì)磁電流調(diào)至最小,再關(guān)閉電源,才可進(jìn)行插拔!,作業(yè),1.磁阻效應(yīng)是怎樣產(chǎn)生的?磁阻效應(yīng)和霍爾效應(yīng)有何