巨磁電阻測量磁感應強度方法

『壹』 測量磁感應強度的所有方法

磁感應強度又叫磁通量密度（磁通密度）它是指通過一定面積的磁感線的條數。

而磁感線不是客觀存在的，所以，磁感應強度是無法直接測量的。要通過計算得到。

『貳』 磁力計測量磁感應強度的原理

原理是霍爾效應，通常採用霍爾感測器來測磁感應強度大小。用感測器測某一位置的磁場，在該點上反復改變霍爾片的方向，找出霍爾電壓最大的方向，則這時磁力線的方向為垂直於霍爾片的方向，霍爾電流流過的方向為磁感應線的法線方向。當然要是弱磁場需要考慮地磁場的影響。

『叄』 測量磁場的方法有哪些

一、利用安培力計算公式F＝BIL測磁感應強度B

例1. 如圖1所示，天平可用來測定磁感應強度，天平的右臂上掛有一矩形線圈，寬度為l，共N匝，線圈下端懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面。當線圈中通有電流I（方向如圖）時，在天平左右兩邊加上質量分別為 的砝碼，天平平衡，當線圈中電流反向時，右邊需再加砝碼m，天平重新平衡。由此可知（）

圖1

A. 磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為 ；

B. 磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為 ；

C. 磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為 ；

D. 磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為 。

分析與解：因為電流反向後，右邊需加砝碼，故可知電流反向之後，通電線圈受向上的安培力作用，由左手定則得磁場的方向垂直線面向里。又因為磁場對線圈的作用力： ，電流反向前，由平衡條件有： ，電流反向後有： ，綜合以上各式有： ，正確答案為B。

二、利用感應電動勢 測磁感應強度B

例2. 為了控制海洋中水的運動，海洋工作者有時依靠水流通過地磁場產生的感應動勢以及水的流速測地磁場的磁感應強度向下的分量B，某課外活動興趣小組由四個成員甲、乙、丙、丁組成，前去海邊某處測量地磁場的磁感應強度向下的分量B。假設該處的水流是南北流向，且流速為v，問下列哪種測定方法可行？（）

A. 甲將兩個電極在水平面沿水流方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則 ；

B. 乙將兩個電極在水平面沿垂直水流方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則 ；

C. 丙將兩個電極沿垂直海平面方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則 ；

D. 丁將兩個電極在水平面上沿任意方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則 。

分析與解：因需測量地磁場向下的分量B，而水流方向為南北流向，相當於東西方向的導體切割磁感線，此時 ，所以導體應在垂直於水流方向，即把電極在東西方向插入水中，測出兩極距離L和電壓U，可得 ，正確答案為B。

三、利用產生感應電動勢時迴路的電量與磁感應強度的關系測磁感應強度B

例3. 物理實驗中，常用一種叫「沖擊電流計」的儀器測定通過電路的電荷量。如圖2所示，探測線圈和沖擊電流計串聯後，可用來測定磁場的磁感應強度。已知線圈的匝數為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的迴路電阻為R，把線圈放在被測勻強磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現把探測線圈翻轉180°，沖擊電流計測出通過線圈的電荷量為q，由上述數據可測出被測磁場的磁感應強度為（）

圖2

A. B. C. D.
分析與解：當線圈翻轉180°，線圈中的磁通量發生變化 ＝2BS，呷∑��鈉驕�杏Φ綞�?/FONT>E＝ ，線圈中的平均感應電流 ，通過線圈的電量 ，由以上各式得： ，故正確答案為C。

四、利用霍爾效應測磁感應強度B

例4. 磁強計是用利用霍爾效應測量磁感應強度的儀器。其原理如圖3所示，一塊導體高為l，厚為d，分別接有a、b、c、d四個電極，將導體放在如圖示的勻強磁場中，當a、b間通過電流I時，在電極c、d接上靈敏度極高的電壓表，測得兩極間的電勢差為U，試求勻強磁場的磁感應強度B為多少？

圖3

分析與解：當c、d兩極間的電勢差恆為U時，設c、d兩極間的電場強度為E，則U＝El，因此時導體中的自由電荷受到的電場力與洛倫茲力平衡，故 ，v為自由電荷的定向移動速度。所以 。設導體中單位體積內的自由電荷數為n，則電流I＝nqSv，而 ，所以 ，故 。由上式可知 ，即只要將裝置先在已知磁場中定出標度，就可以通過測定U來確定磁感應強度B的大小。

『肆』 巨磁阻效應靈敏度計算

巨磁阻效應靈敏度計算：K=V/B，計算出赫姆霍茲線圈公共軸線中點的磁感應強度為：
B=(8/5^(3/2))*(μNI/R)。

電壓部分用電橋電路，連接毫伏表，如果毫伏表精度不夠，就連接一個放大器。注意的是巨磁阻感測器是有一個線性工作范圍的，所以要先確定這個范圍，然後才能計算靈敏度。

先要設計一個赫姆霍茲線圈，赫姆霍茲線圈是由一對彼此平行的共軸圓形線圈組成。兩線圈內的電流方向一致，大小相同，線圈之間的距離d正好等於圓形線圈的半徑R。這種線圈的特點是能在公共軸線中點附近產生較廣泛的均勻磁場。

效應概念

巨磁阻效應（Giant Magnetoresistance）是一種量子力學和凝聚態物理學現象，磁阻效應的一種，可以在磁性材料和非磁性材料相間的薄膜層（幾個納米厚）結構中觀察到。

這種結構物質的電阻值與鐵磁性材料薄膜層的磁化方向有關，兩層磁性材料磁化方向相反情況下的電阻值，明顯大於磁化方向相同時的電阻值，電阻在很弱的外加磁場下具有很大的變化量。巨磁阻效應被成功地運用在硬碟生產上，具有重要的商業應用價值。

『伍』 請問磁感應強度的計算

磁感應強度的計算公式為B=F/IL=F/qv=E/v =Φ/S

其中在磁場中垂直於磁場方向的通電導線所受的安培力為F，電流大小為I，而導線長度為L。

電荷量為q，速度為v，電場強度為E，磁通量為Φ，S為面積。

注意:

1、磁場中某位置的磁感應強度的大小和方向是客觀存在的，與放入的導線的電流有多大，導線有多長無關 。所以不能說B與F或者B月IL的乘積成反比。

2、在同一磁場的某處，保持導線與磁場方向垂直，無論電流I和長度L如何變化，磁場力F與IL的乘積的比值是不變的。但是在不同的位置，一般不同。

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磁感應強度的間接測量方法

1、利用霍爾效應，測定磁感應強度。

將導體放在x軸方向的勻強磁場中，並通有沿y軸方向的電流時，在導體的上下兩側出現電勢差，這個現象稱為霍爾效應，利用霍爾效應的原理就可以製造磁強計，測量磁感應強度。

2、利用動力學方法測定磁感應強度。

應用通電導體在磁場中受到安培力的原理，根據牛頓運動定律建立動力學方程，從而求出磁感應強度。

3、利用感測器測量磁感應強度。

感測器是將非電學物理量，如位移加速度，壓力溫度，流量升強，光照強度等等轉換成電學量，如電壓電流等的一種元件，感測器輸入的非電學物理量，輸出的卻是電學量。

感測器應用的一個基本思想是轉化思想，即利用感測器把某些難以直接測量的物理量轉化為比較容易測量的電學量。

『陸』 巨磁阻效應 有哪些因素影響測量結果

當半導體處於磁場中時，導體或半導體的載流子將受洛侖茲力的作用，發生偏轉，在兩端產生積聚電荷並產生霍耳電常如果霍耳電場作用和某一速度載流子的洛侖茲力作用剛好抵消，那麼小於或大於該速度的載流子將發生偏轉，因而沿外加電場方向運動的載...
巨磁阻前3個層控制著磁頭的電阻。在栓層中，磁場強度是固定的，並且磁場方向被相臨的交換層所保持。而且自由層的磁場強度和方向則是隨著轉到磁頭下面的磁碟表面的微小磁 化區所改變的，這種磁場強度和方向的變化導致明顯的磁頭電阻變化，在一個...
巨磁阻效應，是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現象。巨磁阻是一種量子力學效應，它產生於層狀的磁性薄膜結構。這種結構是由鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成。當鐵磁層的磁矩相互平行時，載流子與自...
大學物理一般都是用聲波和超聲波做實驗的。誤差原因： 1、頻率源不穩定 2、頻率計不準確 3、運行速度不準確 4、介質（一般是空氣）不穩定，受干擾，風吹 5、多台儀器放在一起，相互干擾 6、如果是超聲波，距離太遠造成聲波衰減過大，引起測頻的...
http://wenku..com/view/38f54c50f01dc281e53af02b.html
1、霍爾片感應到的是磁場的垂直分量，如果不垂直，會比實際的值校 2、溫度會對元件的靈敏度產生影響，即溫度不同你測出的那個mV/Gauss（或者是其他等量單位，大物實驗里好像磁場強度是用mT表示的）的值會不同

『柒』 請問2007年諾貝爾物理學獎「巨磁電阻」相關知識

瑞典皇家科學院9日宣布，法國科學家阿爾貝·費爾和德國科學家彼得·格林貝格爾共同獲得2007年諾貝爾物理學獎。他們將分享1000萬瑞典克朗（1美元約合7瑞典克朗）的獎金。

這兩名科學家獲獎的原因是先後獨立發現了「巨磁電阻」效應。所謂「巨磁電阻」效應，是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現象。根據這一效應開發的小型大容量計算機硬碟已得到廣泛應用。

瑞典皇家科學院在評價這項成就時表示，今年的諾貝爾物理學獎主要獎勵「用於讀取硬碟數據的技術」。這項技術被認為是「前途廣闊的納米技術領域的首批實際應用之一」。

對上面的相關知識做一點補充：
1.什麼是巨磁電阻？
答:在通有電流的金屬或半導體上施加磁場時，其電阻值將發生明顯變化，這種現象稱為磁致電阻效應，也稱磁電阻效應(MR).目前，已被研究的磁性材料的磁電阻效應可以大致分為:由磁場直接引起的磁性材料的正常磁電阻(OMR，ordinaryMR)、與技術磁化相
聯系的各向異性磁電阻(AMR，anisotropi。MR)、摻雜稀土氧化物中特大磁電阻(CMR，ColossalMR)、磁性多層膜和顆粒膜中特有的巨磁電阻(GMR，giantMR)以及隧道磁電阻(TMR，tunnelMR)等.
以上資料是我從一篇論文里找到的。巨磁電阻簡而言之就是電阻值對磁場變化巨敏感的一種電阻材料。從論文里看具體的關系是在沒有外加磁場時材料程高阻態，有外加磁場（與極性無關）時程低阻態。
2.為什麼巨磁電阻效應能應用到計算機硬碟上？
答：計算機硬碟的常用材料是磁性材料，磁頭在寫數據的時候改變硬碟表面磁性材料單元的極性以記錄0和1，在讀取數據的時候，需要探頭能夠識別表面單元的極性，這時就可以用巨磁電阻---考慮一個用巨磁電阻做的探頭從一個單元移到另一個單元的過程，如果兩個單元表面極性相同，那麼探頭表面的磁場強度似乎（我也不確切了解這方面原理，只是推測）應當變化不大，於是探頭的電阻變化也不大；如果兩個單元表面極性相反，那麼探頭表面的磁場強度似乎應當經歷一個從大到小再到大的過程，於是探頭的電阻值會出現一個尖峰（探測電阻很容易，只需要加恆定壓測電流）。只需要判斷有沒有這個尖峰出現就可以知道相鄰兩個單元的極性是否不同，再由某個已知極性的單元就可以推斷當前單元的極性。電阻隨磁場的變化越劇烈，探頭的解析度必然越好，於是會導致單位面積的硬碟容量越來越大，因此有必要對巨磁電阻理論的創始人心存感恩