磁敏电阻的结构和特性分析

磁阻的大小除与材料有关外，还和磁敏电阻的几何形状有关。在没有磁场作用时，磁敏电阻的电流密度矢量如图7.14（a）所示。当磁场垂直作用在磁阻元件表面时，由于霍尔效应，电流密度矢量发生方向偏移，如图7.14（b）所示，这样使电流所经过的路径变长，电阻值相应增大。磁敏电阻长宽比越小，电阻的增长比例越大，这就是磁敏电阻的形状效应。

图7.14　磁敏电阻的工作原理

常见的磁敏电阻是圆盘形的，中心和边缘处各有一电极，如图7.15所示。这种圆盘形磁阻器称为科尔比诺圆盘。

图7.15　科尔比诺圆盘

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考虑到形状的影响时，电阻率的相对变化与磁感应强度和迁移率的关系，可近似表示为

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式中，l和b分别为电阻的长和宽，为形状效应系数。

在恒定磁感应强度下，其l/b越小，则Δρ/ρ0越大。各种形状的磁敏电阻，其磁阻与磁感应强度的关系如图7.16所示，其中，科尔比诺圆盘的磁阻变化最大。

图7.16　磁阻与磁感应强度的关系

磁敏电阻的灵敏度一般是非线性的，且受温度影响大，因此，使用磁敏电阻时，需首先了解其特性，如图7.17所示，然后确定其补偿方案。

图7.17　磁敏电阻的特性

磁敏电阻的应用非常广泛，除了用它作探头，配上简单线路探测各种磁场外，在测量方面还可制成位移检测器、角度检测器、功率计、安培计等。