[发明专利]一种极大磁场测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁场测量技术领域，尤其是一种针对极大范围的磁场强度的测量方法。

背景技术

隧穿磁阻电阻在待测磁场较小时具有良好的线性度，测量精度较好，当外界磁场极大(160Oe～2500Oe，Oe为磁场强度单位——奥斯特)时，隧穿磁阻参考层磁畴发生显著旋转，隧穿磁阻电阻进入饱和区。现有的测量方法完全不能适应极大磁场的测量，需要提出一种新的，适用于极大磁场测量方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种适用于极大磁场测量方法及装置。

本发明提供的一种极大磁场测量方法，包括：

步骤1：将四个正交配置的隧穿磁阻电阻放置到外加磁场中，并获取各个隧穿磁阻电阻的阻值；第一隧穿磁阻电阻与第三隧穿磁阻电阻位于一条直线上，第二隧穿磁阻电阻与第四隧穿磁阻电阻位于另一条直线上，所述一条直线与所述另一条直线垂直；

步骤2：根据四个隧穿磁阻电阻的阻值计算各隧穿磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角；

步骤3：根据第一隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角以及第三隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角计算外加磁场的磁场强度H₁及方向θ₁；根据第二隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角以及第四隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角计算外加磁场的磁场强度H₂及方向θ₂；

步骤4：根据磁场强度H₁与磁场强度H₂确定外加磁场最终的磁场强度H，根据方向θ₂与方向θ₁确定外加磁场最终的方向θ。

进一步，步骤2中，根据隧穿磁阻电阻的阻值计算其自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角方程为：

式中，R_avg＝(R_max+R_min)/2，Δ_max＝(R_max-R_min)/R_avg，当自由层磁化方向和参考层磁化方向相同时，隧穿磁阻电阻的阻值最小，为R_min；当自由层磁化方向和参考层磁化方向相反时，隧穿磁阻电阻的阻值最大，为R_max；为隧穿磁阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角；R为隧穿磁阻电阻在所述外加磁场中的阻值。

进一步，步骤3中，磁场强度H₁及方向θ₁的计算公式为：

式中，H_BR为四个隧穿磁阻电阻的参考层内部偏置场的幅值；为第一隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角；为第三隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角。

进一步，步骤3中，磁场强度H₂及方向θ₂的计算公式为：

式中，H_BR为四个隧穿磁阻电阻的参考层内部偏置场的幅值；为第二隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角；为第四隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角。

进一步，步骤4中确定外加磁场最终的磁场强度H及最终的方向θ的步骤进一步包括，

H＝H₁＝H₂；

本发明提供的一种极大磁场测量装置，包括：

隧穿磁阻电阻阻值获取模块，用于获取外加磁场中正交配置的四个隧穿磁阻电阻的阻值；其中，第一隧穿磁阻电阻与第三隧穿磁阻电阻位于一条直线上，第二隧穿磁阻电阻与第四隧穿磁阻电阻位于另一条直线上，所述一条直线与所述另一条直线垂直；

隧穿磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向夹角计算模块，用于根据四个隧穿磁阻电阻的阻值计算各隧穿磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角；