[发明专利]一种宽磁场范围测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种宽磁场范围测量方法及装置，涉及磁场测量技术领域，尤其是一种针对中大范围及极大范围的磁场强度的测量方法。本发明技术要点包括：中大磁场测量步骤及极大磁场测量步骤；另外还包括：步骤1：将四个正交配置的磁阻电阻放置到外加磁场中，并获取各个磁阻电阻的阻值；步骤2：将其中两个相互正交的磁阻电阻的阻值带入中大磁场测量步骤计算，若计算过程收敛则判断外加磁场为中大磁场且计算结果为中大磁场的磁场强度及方向；若计算过程不收敛则将四个磁阻电阻的阻值带入极大磁场测量步骤计算，且判断外加磁场为极大磁场，计算结果为极大磁场的磁场强度及方向。

主权项

1.一种宽磁场范围测量方法，其特征在于，包括：小磁场测量步骤、中大磁场测量步骤及极大磁场测量步骤；另外还包括：步骤1：将四个正交配置的磁阻电阻放置到外加磁场中，并获取各个磁阻电阻的阻值；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；步骤2：若检测到四个磁阻电阻的阻值相对于磁场为0时的阻值变化量小于设定值时，则采用小磁场测量步骤对外加磁场进行测量；若检测到四个磁阻电阻阻值都变小，则采用极大磁场测量步骤对外加磁场进行测量；若四个磁阻电阻的阻值均不满足上述两个判断条件，则将其中两个相互正交的磁阻电阻的阻值带入中大磁场测量步骤计算，若计算过程收敛则判断外加磁场为中大磁场且计算结果为中大磁场的磁场强度及方向；若计算过程不收敛则将四个磁阻电阻的阻值带入极大磁场测量步骤计算，且判断外加磁场为极大磁场，计算结果为极大磁场的磁场强度及方向；其中，中大磁场测量步骤进一步包括：步骤M1：获取外加磁场中两个相互正交的磁阻电阻的阻值，同时将无磁场时这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步骤M2：根据两个磁阻电阻的阻值分别计算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；步骤M3：分别根据两个磁阻电阻的给定参考层磁化方向及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计算出两个磁阻电阻的自由层磁化方向；步骤M4：根据两个磁阻电阻的给定参考层磁化方向、两个磁阻电阻的自由层磁化方向求解外加磁场的磁场幅值及方向；步骤M5：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M2～步骤M5，直到两次结果的差值小于设定值；极大磁场测量步骤进一步包括：步骤N1：根据四个磁阻电阻的阻值计算各磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角；步骤N2：根据第一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N3：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H0，根据方向θ2与方向θ1确定外加磁场最终的方向θ。