[发明专利]一种中大磁场全象限测量方法

说明书

本发明公开了一种中大磁场全象限测量方法，涉及磁场测量技术领域。本发明技术要点包括：将四个正交配置的磁阻电阻放置到外加磁场中；确定最小阻值的两个磁阻电阻，进而确定另外两个磁阻电阻处于S1状态，并令处于S1状态的两个磁阻电阻的阻值为R₁，R₂，同时将无磁场时这个两个磁阻电阻的初始参考层磁化方向作为给定的参考层磁化方向根据这两个磁阻电阻的阻值分别计算这两个磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角；分别根据这两个磁阻电阻的给定参考层磁化方向及自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角计算出这两个磁阻电阻的自由层磁化方向；根据这两个磁阻电阻的给定参考层磁化方向、自由层磁化方向求解外加磁场的磁场幅值及方向等。

技术领域

本发明涉及磁场测量技术领域，尤其是一种针对中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，但是其难以对中大范围(磁场强度约为4～6H_AF，H_AF为磁阻电阻的自由层的各向异性场，不同的磁阻电阻其H_AF是不同的，一般说来为几十Oe。Oe为磁场强度单位——奥斯特)的磁场进行测量，这是因为：1)隧穿磁阻电阻的传感曲线在中大范围由线性趋向饱和，严重非线性，需要建立非线性模型进行计算； 2)隧穿磁阻电阻的参考层将发生显著旋转，必须考虑参考层的影响；3)隧穿磁阻磁畴方向可能发生不可逆翻转，电阻值会跳变，形成两根分叉的不同传感曲线。

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，提供一种适用于中大磁场的磁阻的矢量测量方法。

本发明提供的中大磁场测量方法，包括：

一种中大磁场测量方法，其特征在于，包括：

步骤1：将四个正交配置的磁阻电阻放置到外加磁场中；其中第一磁阻电阻与第三磁阻电阻位于一条直线上，第二磁阻电阻与第四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；四个磁阻电阻自由层的内部易轴偏置磁场大于各向异性场；

步骤2：确定最小阻值的两个磁阻电阻，进而确定另外两个磁阻电阻处于S1状态，并令处于S1状态的两个磁阻电阻的阻值为R₁，R₂，同时将无磁场时处于S1状态的两个磁阻电阻的初始参考层磁化方向作为给定的参考层磁化方向S1状态是指磁阻电阻的自由层磁畴处于易轴正方向；

步骤3：根据阻值R₁，R₂分别计算两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角；

步骤4：分别根据两个处于S1状态的磁阻电阻的给定参考层磁化方向及两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角计算出两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向；

步骤5：根据两个处于S1状态的磁阻电阻的给定参考层磁化方向和自由层磁化方向求解外加磁场的磁场幅值及方向；

步骤6：将本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向与前一次计算结果相比，若两次结果的差值大于设定阈值，则根据本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向更新两个处于S1状态的磁阻电阻的参考层磁化方向并将其作为新的给定的参考层磁化方向并再次执行步骤2～步骤6，直到两次结果的差值小于设定值。

进一步，步骤3中，计算两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角的公式分别为：其中为第一个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向，R_1min为第一个处于 S1状态的磁阻电阻的最小值，R_1max为第一个处于S1状态的磁阻电阻的最大值；