磁敏原理
AMR / 各向异性磁阻
电阻随磁化方向与电流夹角变化,工作在饱和区
是什么
坡莫合金薄膜的电阻取决于其磁化方向与电流方向的夹角,按 cos²θ 规律变化。外场足够强(饱和区)时磁化方向完全跟随外场方向,输出只与磁场方向有关、与幅值无关,因此对磁体加工误差与安装距离误差的容忍度较高。
角度测量中常用两组互成 45° 的惠斯通电桥取出两路正交信号。
为什么要留足场强
薄膜本身有各向异性场,它像一根「橡皮筋」,想把磁化方向拉回易磁化轴。外场远强于它时,磁化方向几乎完全跟随外场;外场减弱到与它可比时,磁化方向停在两者之间,角度误差以谐波形式出现,并且随场强下降迅速增大,而不是线性变差。
这就是手册里「最小工作磁场」的来历:它不是保守余量,而是保证磁化充分跟随外场的条件。高温、最大气隙、磁体批次下限叠加时,场强仍要高于这个值。
适合做什么
高精度在轴测角、高转速电机角度检测,以及只关心磁场方向、不在乎磁极极性的开关(例如气缸活塞位置检测)。
要点提示
AMR 的角度依赖周期是 180°,单靠磁阻桥只能唯一确定半圈;要覆盖 0 ~ 360°,需要另一路信息来区分是哪半圈。
常见误区
每条标题是常听到的说法,下方是工程上的实际情况。
01
AMR 单独就能给出 0 ~ 360° 角度
AMR 的角度依赖周期是 180°,需要另一路信息(例如霍尔)区分半圈。
02
场强略低于最小工作磁场,只是精度差一点
跌破门槛后误差增长很快,必须按最坏情况保证场强。
03
只测方向就完全不受磁体影响
磁场方向本身受偏心、充磁不均和杂散场影响,这些仍会进入角度误差。
相关系列
正文涉及的原理与指标,在这些产品系列上用得到。
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