黑龙江科学
无心磨床自动上料机HEILONGJIANG SCIENCE
第12卷第2期2021年1月
Vol. 12Jan.2021
李锋
(莱芜职业技术学院，济南250000)
摘要：为了促进磁敏传感器的发展和应用，分析了磁敏传感器原理，综述了磁敏传感器的研究进展。目前应用的主要类型是霍尔
和磁 # 在这两种
面的 与 差距不大。 化、智能化和多功能化是磁 发展的
势， 大的
前景和发
力。
关键词：磁 '发； '磁 '电子迁移率中图分类号：TM937 文献标志码：A 文章编号：1674 -8646 (2021) 02 -0030 -02
Review of Magneto-depepdept Seesor Developmept
LoFeng
(Laicu Vocational and Technical College , Jinan 250000, China )
Abstracr : In order to pamotr the development and application oV mayneto-dependent sensor , the research analyzes thc
principle oV mayneto-dependent sensor , and summarizes thc research progress oV mayneto-dependent sensor. At present , thc main application typos arc Hall and relutancc elements. Thea is bttlc gap oV thc paduction technology oV thc two
弹性钢
elements between factories at homo and abroad. Thc inexoablc trend oV mayneto-dependent sensor in thc future is
fexiblc , 01:00x 64 and multi-functional , and it has great market prospect and development potential.
Key words : MaynOo-dependent sensor ； Development ； Hall element ； Reluctance element ； Electronic mobility atc
#磁敏传感器原理
要想对磁敏传感器进行分析，需要对磁阻效应和
霍尔效
充分的了解。霍尔效
一个在
摄像机三角支架中的载流导体 体， 现流 二者
上出现一定量的
势，这 势就
尔电势。
尔元
生的 原因 尔元件在
中受到 力的
影响，横向发生
移 。如图1 , 体
d ,
'沿a 向通 流强度A 当在y
轴方向加以匀强磁场b 时，在导体薄片的上 i 侧 (图中的A ,A .)产生一电位差U AA ,O
(a)
(b)
图1霍尔效应原理
Fig. 1 Principle of Hal l effect
若想要计算被加到载流导体上的磁场对于电子施
加的力，也就 力，就 用到FdevxB 这一公
。 中，e d - q-
, v E 的运动速度。
到这份力的作用，不得不 原本的路线。如
果由于晶格之间发生 ，引起的
时间过短，那么电动车电池修复器
向 体 一 移的
生 向 , 这 对
的进一步漂移
生影响。若 时 I 当
,
阻就会在很大程度上得到增长，也就 导
体的磁阻效应。
物
上的磁阻效应和几何学上的磁阻效应共
同组成 阻效应。物 阻效应的状态一 3
种：在磁场较弱时,(P -B -p n )6-与B 2成正比。在强
磁场时,(p -B -$)/$与B 成正比。假设磁场无限大, 那么电阻率P 就
近饱和状态。在
的
收稿日期：2020 -05 -28
作者简介：李 锋(1982 -)，男，研究生，讲师。
用不发生变化的情况下，因 体材料几
状不
同，就
致电阻值产生 样的变化，这就是几何
磁阻效应。
2磁敏传感器研究进展
磁敏传感器是具有高电子迁移率化合物半导体的
具体应用。制造 传感器所用材料为InSb fl
GaAs 。 传器在 的 用是监测
磁场大 向，研究人员也在积极利用
新技
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术不断丰富磁敏传感器的应用。通过对传感磁场的应用，许多物理量都能够转化为电信号，这极大拓宽了磁敏传感器的应用领域。电子信息技术的发展将集成电路技术应用于磁敏传感器，形成了集成电路磁敏传感器。一般的平面霍尔器件都对垂直于表面的磁场敏感，为了对磁场矢量的传感和测试，国内外许多院校和科研单位正研究对平行于表面的磁场敏感的垂直霍尔器件，并在集成电路的基础上形成了集成的磁罗盘和三维霍尔磁敏传感器。此外，霍尔器件电路的性能也有了极大的提高。采用了4个霍尔元件并联并正交放置，可以降低不等位电势，在N型半导体霍尔元件硅基底和二氧化硅间放置一层P型掩蔽层，除去了表面可移动电荷的影响，改善了霍尔元件的线性度，提高了灵敏度。霍尔电路中的过流保护电路和过热熔断电路以及温度补偿电路等，其工作温度达到150n，能承受瞬时180n的高温，因此霍尔元件在发动机定时点火和汽车ABS中可靠实用，可用于大功率直流无刷电机中。目前，技术成熟并已经较大规模地投入使用的磁传感器类型如表1（
表1磁敏传感器与相应的物理效应
Tab.1Maaneto-dependent sensor and cowesponding physical etect
物理效应材料检测范围主要应用领域
约瑟夫森效应超导材料最高分辨率10-13t
检测弱磁场、微弱
电压等
核磁共振效应质子最高分辨率10
检测弱磁场，做测
磁计量标准
效碱金属原
子、氮
最高分辨率10"T
（
方向无关）
倍频谐波效材料最高分辨率10
检测弱磁场（方向
性强）
用于制作特斯拉
霍尔效应半导体材料计、无触点开关、函
数发生器、运算器
磁阻效应半导体材料
强磁材料
检测磁场，用于制
作无触点电位器，
开
PN
入效应体材料
检测磁场，用于制
开等
Weogand 效软磁合金丝
用
开
消音降噪锦化钢磁阻薄膜的发展使制作的霍尔元件具有灵敏度高、用量大、体积小、便于使用等特点，成本大幅下降，产能剧增，国际市场年需求量约20亿只，国内市场年需求量约2亿只。强磁体合金薄膜和巨磁电阻多层薄膜的研究与开发促进了各种磁阻器件的发展，应用领域广泛。新器件具有灵敏度较高、稳定性较强等特点，在学术界产生了较大的讨论（另外，非晶合金材料和'一V族半导体异质结构材料的开发和应用发展迅速，利用这类材相对高的电子迁移率、低的表面电子浓度以及宽的禁带宽度，得到了较低的温度系数和噪声，提高了灵敏度，大大改善了磁敏传感器的性能（
3国内外磁敏传感器的发展现状
国外的用类尔元阻元件。近年来，巨磁阻元件也有着较为巨大的发展潜力。不接触便能进行测量是磁敏传感器应用的最大优点（霍尔元件也得到了广泛的应用（磁场测量：以测量结果为参考制作特斯拉计的检测探头，制作电流传感器、变送器的一次元件（直流无刷电机：对转子位置进行监测，并提供激励信号（位移传感器：利用磁尺进行长距离测量（角位移传感器：主要用于转动角度测量，在汽车制造行业中取得了较大成绩（霍尔元件主要的生产厂家有日本旭化成公司、东芝，美国Honeywell公司、Allogro公司（主要代表商有日本SONY公司和荷兰PHILIPS公司。
目前，国内磁敏传感器在技术方面除了巨磁阻器件和发达国家的生产企业存在较大差距以外，其他常用传器，如尔元、阻元等的生
国外厂家差距不大。在直流无刷电机领域，以锦化钢霍尔元件为主，经常被应用于直流无刷电机中转子位置的监测，还应用于电流传感器、专用测量仪器仪表及转速、转数测量，识别等方面。
4磁敏传感器的应用前景
随着信息产业和过程控制等产业的发展，各种半导体磁阻型传感器广泛应用于自动控制、测量等领域，在汽车制造、机电机械、仪器仪表、航空航天等领域中占据着重要地位（磁场检测的范围要求一般在10nT ~1T，且要求磁敏传感器结构精巧坚固、体积小、重量轻、功耗低、灵敏度高、与外电路接口方便，能在强震、多尘、高温、污染、腐蚀等恶劣环境下工作，抗干扰能力强，性价比高，适合规
模化生产，这标志着磁敏传感器的生产向着更高端要求发展。灵巧化、智能化和多功能化是磁敏传感器发展的必然趋势，具有巨大的市场前景和发展潜力。
参考文献：
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