磁阻式拉繩開關(guān)傳感器是一種新型的拉繩開關(guān)傳感器，在直流輸電和微電流檢測(cè)中能夠起到較好的作用。它的工作原理主要是由于半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng)，例如銻化錮。然而在微觀上磁阻效應(yīng)理論比較復(fù)雜，并且對(duì)不同的半導(dǎo)體材料，磁阻效應(yīng)原理也不盡相同。通常定性地分析磁阻效應(yīng)可以用如下理論來解析。多數(shù)半導(dǎo)體材料電阻會(huì)隨著外加磁場(chǎng)的大小而變化，這些材料在受到與電方向垂直的磁場(chǎng)作用時(shí)由于洛侖磁力的影響，導(dǎo)致半導(dǎo)體載流子流向改變，載流子流經(jīng)路徑長(zhǎng)短發(fā)生變化，從而改變阻值。
在封閉好的拉繩開關(guān)傳感器中，還需要加入磁體給磁阻元件提供偏置磁場(chǎng)BB。以測(cè)量交變電流為例，RM1和RM2由恒源供電，電流為IO。當(dāng)待測(cè)電流流經(jīng)兩磁阻元件時(shí)，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生空間磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為AB。磁場(chǎng)穿過兩元件，在傳感器中兩元件以導(dǎo)線為磁場(chǎng)相互作用，在一個(gè)元件內(nèi)為疊加效果而在另一個(gè)元件內(nèi)抵消效果，這樣就使得RM1和RM2的阻值一個(gè)增大一個(gè)減小。阻值的改變使得電路圖中UA、UB電位改變，將這兩端信號(hào)分別經(jīng)電壓跟隨電路輸入 到差動(dòng)放大電路進(jìn)行放大，就可以得到輸出信號(hào)U。
由于磁阻元件的阻值變化呈現(xiàn)出非線性，要想使得輸出電壓與被測(cè)電流為線性關(guān)系，需要從原理公式中推導(dǎo)修正。
永磁體提供的偏置磁感應(yīng)強(qiáng)度BB，假設(shè)RM1中磁場(chǎng)抵消RM2磁場(chǎng)疊加。 |
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