磁阻传感器/地磁场测量
一、
二、 关于磁阻传感器
磁阻效应传感器是根据磁性材料的磁阻效应制成的一种传感器。

广泛应用于工业，汽车制造，以及可用于地磁场测量。

三、
四、 磁阻传感器原理(如图1)
磁性材料(如坡莫合金)具有各向异性，对它进行磁化时，其磁化方向将取决于材料的易磁化轴、材料的形状和磁化磁场的方向。

当给带状坡莫合金材料通电流时，材料的电阻取决于电流的方向与磁化方向的夹角。

如果给材料施加一个磁场B(被测磁场)，
就会使原来的磁化方向转动。

如果磁化方向
转向垂直于电流的方向，则材料的电阻将减
小;如果磁化方向转向平行于电流的方向，则
材料的电阻将增大。

磁阻效应传感器一般有
四个这样的电阻组成，并将它们接成电桥。

在被测磁场B 作用下，电桥中位于相对位置
的两个电阻阻值增大，另外两个电阻的阻值
减小。

在其线性范围内，电桥的输出电压与
被测磁场成正比。

五、
六、 磁阻传感器/地磁场测量的实验过程(如图2)
1.将磁阻传感器放在赫姆霍兹线圈公共轴线中点，使管脚和磁感应强度方向平行。

2. 从0开始每隔10mA 改变励磁电流，分别测量出励磁电流为正向和反向时磁阻传感器的输出电压1U 和2U ，2/)(21U U U -=。

测正向和反向两次，目的是消除地磁沿亥姆霍兹线圈方向(水平)分量的影响。

3.用亥姆霍磁线圈产生的磁场磁感应强度作为已知量，采用最小二乘法拟合，测量磁阻传感器的灵敏度K 。

4.将磁阻传感器平行固定在转盘上，调
整转盘至水平(可用水准器指示)。

水平
旋转转盘，找到传感器输出电压最大方
向，这个方向就是地磁场磁感应强度的
水平分量∥B 的方向。

记录此时传感器输
出电压1U 后，再旋转转盘，记录传感器 图1 磁阻传感器示意图
图2 地磁场测量/磁阻传感器演示
输出最小电压2U ，由∥KB U U =-2/21，求得当地地磁场水平分量∥B 。

5.将带有磁阻传感器的转盘平面调整为铅直，并使装置沿着地磁场磁感应强度水平分量∥B 方向放置，只是方向转900。

转动调节转盘，分别记下传感器输出最大和最小时转盘指示值和水平面之间的夹角1β和2β，同时记
录此最大读数'1U 和'2U 。

由2/)(21βββ+=计算磁倾角β的值。

测量10
组β值，求其平均值。

6.由KB U U ='-'2/21，计算地磁场磁感应强度B 的值。

并计算地磁场的垂直分量βsin B B =⊥。

七、
八、 生活中的磁阻传感器(如图3)
磁阻传感器在生活中有广泛用途。

例如
铁矿浓度检测，各种磁场的测量，而同
时也有更多领域正在尝试将磁阻传感器
融入其中。

比如有人尝试在水表中利用
磁阻传感器。

图3 水表中的磁阻传感器。