上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：33發(fā)布時(shí)間：2025-2-26
TMR傳感器是一種利用隧道磁電阻效應(yīng)(TMR)的磁敏感元件，通過(guò)改變外部磁場(chǎng)能夠引起TMR傳感器的電阻變化。它具有精度高、靈敏度高、功耗低、尺寸小、溫度穩(wěn)定性好、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
隧道磁電阻效應(yīng)（TMR）是磁性傳感器的一種，它利用不同磁性物質(zhì)之間的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生隧道磁電阻效應(yīng)。當(dāng)兩層磁性材料之間形成隧道結(jié)構(gòu)時(shí)，電子可以通過(guò)隧道效應(yīng)在兩層材料之間傳遞。當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，隧道中的電子數(shù)量會(huì)發(fā)生變化，從而引起電阻的變化。
具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)磁場(chǎng)垂直于隧道層時(shí)，電子在隧道中傳輸時(shí)會(huì)受到洛倫茲力的作用，使得電子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，洛倫茲力也會(huì)發(fā)生變化，從而影響電子的傳輸數(shù)量和方向，導(dǎo)致隧道電阻的變化。這種變化與磁場(chǎng)的變化成正比，因此可以利用這種效應(yīng)來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。
1.磁性測(cè)量：TMR傳感器可以用于測(cè)量磁場(chǎng)的大小和方向，因此廣泛應(yīng)用于磁性測(cè)量領(lǐng)域。例如，在磁性材料的研究、磁性器件的制造和磁性傳感器的開發(fā)等方面，TMR傳感器都可以發(fā)揮重要作用。
2.磁場(chǎng)傳感：TMR傳感器可以用于磁場(chǎng)傳感器的開發(fā)，例如電流傳感器、位置傳感器等。由于其高靈敏度和高分辨率，TMR傳感器可以精確地測(cè)量磁場(chǎng)的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流、位置等物理量的測(cè)量。
3.磁性存儲(chǔ)：TMR傳感器可以用于磁性存儲(chǔ)器的讀取。在磁性存儲(chǔ)器中，信息是通過(guò)磁場(chǎng)的變化來(lái)存儲(chǔ)的。TMR傳感器可以測(cè)量這些磁場(chǎng)變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的讀取。
4.磁性導(dǎo)航：TMR傳感器可以用于磁性導(dǎo)航系統(tǒng)中。在磁性導(dǎo)航系統(tǒng)中，需要測(cè)量地球磁場(chǎng)并利用其進(jìn)行定位和導(dǎo)航。TMR傳感器可以高精度地測(cè)量地球磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而為導(dǎo)航系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
5.磁性檢測(cè)：TMR傳感器可以用于磁性檢測(cè)領(lǐng)域，例如磁性檢測(cè)器、磁卡讀取器等。在這些應(yīng)用中，TMR傳感器可以測(cè)量磁場(chǎng)的變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)磁性信息的讀取和識(shí)別。
早在1975年，Julliere就在Co/Ge/Fe磁性隧道結(jié)中觀察到了TMR效應(yīng)。在這之后的十幾年內(nèi)，TMR效應(yīng)的研究進(jìn)展十分緩慢。直到GMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了凝聚態(tài)物理學(xué)中新的學(xué)科分支——磁電子學(xué)的產(chǎn)生，TMR效應(yīng)才開始引起人們的重視。隨著GMR效應(yīng)研究的深入，TMR效應(yīng)開始受到更多的關(guān)注和研究。
1）早期研究階段：早在1975年，Julliere就在Co/Ge/Fe磁性隧道結(jié)中觀察到了TMR效應(yīng)。然而，這一發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起人們的重視，有關(guān)TMR效應(yīng)的研究進(jìn)展十分緩慢。
2）GMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)與TMR效應(yīng)的重新重視：1988年，GMR效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究幾乎齊頭并進(jìn)，迅速發(fā)展起來(lái)。在GMR效應(yīng)的深入研究下，同為磁電子學(xué)的TMR效應(yīng)才開始得到重視。
3）TMR效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與隧道絕緣層的發(fā)現(xiàn)：2001年，Bowen等用實(shí)驗(yàn)證明了磁性隧道結(jié)（Fe/MgO/FeCo）的TMR效應(yīng)。2000年，MgO作為隧道絕緣層的發(fā)現(xiàn)為TMR磁阻傳感器的發(fā)展帶來(lái)了突破。
4）TMR效應(yīng)的大電阻率變化與商業(yè)應(yīng)用：2008年，日本東北大學(xué)的S.Ikeda，H.Ohno團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)磁性隧道結(jié)CoFeB/MgO/CoFeB的電阻率變化在室溫下達(dá)到604%，在4.2K溫度下將超過(guò)199%。TMR效應(yīng)具有如此大的電阻率變化，因此業(yè)界越來(lái)越重視TMR效應(yīng)的研究和商業(yè)產(chǎn)品開發(fā)。
以型號(hào)AMI3012-A為例，其參數(shù)：
輸入電阻：20kΩ
輸出電阻：10kΩ
靈敏度：50mV/mT
零點(diǎn)輸出：±10mV
零點(diǎn)漂移：±1mV/℃
滿量程輸出：±100mV
滿量程漂移：±1mV/℃
線性度：±0.1%FS
響應(yīng)時(shí)間：<5ms
電源電壓：5V
需要注意的是，TMR傳感器的性能和精度受到多種因素的影響，如溫度、濕度、外部磁場(chǎng)干擾等。因此，在使用TMR傳感器時(shí)，需要選擇適合的型號(hào)和規(guī)格，并進(jìn)行必要的校準(zhǔn)和補(bǔ)償。
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主營(yíng)產(chǎn)品：光柵傳感器
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