黄新平 陈浩 永康市传感技术中心
MR-400、ER-450分别是日本KASEI公司生产的薄膜合金磁敏电阻元件和薄膜磁阻开关集成电路。它们具有在弱磁场下灵敏度高、噪声低、工作温度和频率特性好,有效检测距离远等特点,可广泛应用于工业机械、电力、汽车电子、仪器仪表等领域的位移、位置、转速、计数、电流测量、漏电保护等检测和控制系统。
1. 结构及原理 铁磁物质在磁化过程中的阻值沿磁化方向随磁场强度的增大而增加,最后达到饱和的现象称之为磁阻效应。本文介绍的薄膜磁阻元件采用Ni-Fe合金材料,利用微细加工技术制作。 当外加磁场方向和电流流向成θ角时,其电阻R(θ)将随θ变化出现各向异性的变化;当磁化方向平行于电流流向时,其电阻值最大;垂直于电流流向时,电阻值最小。其表达式为: R(θ)=RAsin2θ+RBcos2θ 式中R(θ)为磁化方向与电流流向成θ夹角时的电阻值;RA、RB分别为磁化方向与电流流向平行、垂直时的阻值;θ为磁化方向与电流流向的夹角。图1为薄膜磁阻元件的结构原理图。 薄膜磁敏电阻元件的磁场与电阻特性曲线如图2所示。 薄膜磁敏电阻集成开关电路ER-450,是在薄膜磁阻元件MR-400的基础上,将信号放大器、比较器、施密特触发器、输出驱动器等集成在同一硅片上制成的,输出开关信号可与TTL、CMOS兼容。ER-450的原理框图如图3所示,其特点如下:
●在弱磁场下灵敏度高,噪声电平低; ●工作频率特性好,0~10kHz; ●工作温度范围宽; ●有效检测距离达30mm; ●体积小、结构简单、SMT封装; ●耐油污粉尘、高低温、振动冲击等恶劣工作环境。 2. 技术指标和封装 ER-400技术指标见表1。 ER-450技术指标见表2。 ER-400、ER-450外形封装见图4。
3. 应用 薄膜磁敏电阻元件是一种新颖的磁敏器件,它本身固有的结构特点和优良特性可被广泛应用于工业机械、电力、汽车电子、仪器仪表等行业的位置、位移、角度、转速、电量、磁场等方面的检测和控制系统中。
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