巨磁電阻效應(yīng)及其應(yīng)用 數(shù)據(jù)處理

1、五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1.GMR模擬傳感器的磁電轉(zhuǎn)換特性測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及由公式B = 0nI算得的磁感應(yīng)強(qiáng)度如下表所示:(n=24000匝/m 以B為橫坐標(biāo),輸出電壓U為縱坐標(biāo),作圖得: 誤差分析:(1在實(shí)驗(yàn)操作中,用恒流源調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí)距離要調(diào)到的值總會(huì)有部分偏差,其范圍在正負(fù)0.2mA以內(nèi),反應(yīng)在圖像上就是最低處的輸出都在y軸上,實(shí)際上應(yīng)當(dāng)是分別分布在y軸左右兩側(cè)的;(2用恒流源調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí),為保證調(diào)到需要調(diào)到的勵(lì)磁電流的精確度,會(huì)有很小幅度的回調(diào),可能因磁滯現(xiàn)象造成影響;(3使用Excel表格處理數(shù)據(jù)的過程中可能會(huì)有精度損失;2. GMR的磁阻特性曲線的測量根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由公式B = 0nI算

2、得的磁感應(yīng)強(qiáng)度,由R=U/I算得的電阻如下表所示:(磁阻兩端電壓U=4V 作圖如下: 誤差分析:(1在實(shí)驗(yàn)操作中,用恒流源調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí)距離要調(diào)到的值總會(huì)有部分偏差,其范圍在正負(fù)0.2mA以內(nèi),反應(yīng)在圖像上就是最高處的輸出都在y軸上,實(shí)際上應(yīng)當(dāng)是分別分布在y軸左右兩側(cè)的;(2用恒流源調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí),為保證調(diào)到需要調(diào)到的勵(lì)磁電流的精確度,會(huì)有很小幅度的回調(diào),可能因磁滯現(xiàn)象造成影響;(3使用Excel表格處理數(shù)據(jù)的過程中可能會(huì)有精度損失;3. GMR開關(guān)(數(shù)字傳感器的磁電轉(zhuǎn)換特性曲線測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及由公式B = 0nI算得的磁感應(yīng)強(qiáng)度如下表所示: 作圖如下: 誤差分析:(1在實(shí)驗(yàn)操作中,用恒流源調(diào)節(jié)

3、勵(lì)磁電流時(shí)距離要調(diào)到的值總會(huì)有部分偏差,其范圍在正負(fù)0.2mA以內(nèi);(2用恒流源調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí),為保證調(diào)到需要調(diào)到的勵(lì)磁電流的精確度,會(huì)有很小幅度的回調(diào),可能因磁滯現(xiàn)象造成影響;(3使用Excel表格處理數(shù)據(jù)的過程中可能會(huì)有精度損失;4.用GMR傳感器測量電流低磁偏置25mV 適當(dāng)磁偏置150mV 作圖如下 誤差分析:(1操作中,設(shè)置低磁偏置和適當(dāng)磁偏置時(shí),由于輸出電壓對偏置磁鐵的位置變動(dòng)很靈敏,故初始磁偏置時(shí)的輸出電壓距離要求會(huì)有誤差;(2在實(shí)驗(yàn)操作中,用恒流源調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí)距離要調(diào)到的值總會(huì)有部分偏差,其范圍在正負(fù)0.2mA以內(nèi);(3用恒流源調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí),為保證調(diào)到需要調(diào)到的勵(lì)磁電流的精

4、確度,會(huì)有很小幅度的回調(diào),可能因磁滯現(xiàn)象造成影響;(4使用Excel表格處理數(shù)據(jù)的過程中可能會(huì)有精度損失;(5測量適當(dāng)磁偏置時(shí),減小勵(lì)磁電流時(shí)的初始電流300mA對應(yīng)的輸出電壓偏離直線較多,可能由于操作原因,比如偏置磁鐵的不穩(wěn)定或觸碰等。5.GMR梯度傳感器的特性及應(yīng)用 作圖如下 誤差分析:(1轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪時(shí),由于每次轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度很小,由于操作原因會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)的角度誤差存在;(2轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪后讀數(shù)時(shí),會(huì)有因讀數(shù)造成的角度誤差存在;6.通過實(shí)驗(yàn)了解磁記錄與讀出的原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示: 誤差分析:(1設(shè)置的二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫入時(shí),磁卡區(qū)域可能未嚴(yán)格對齊;GMR傳感器在有關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例:基于GMR傳感器陣列的生物檢

5、測:GMR傳感器比電子傳感器更靈敏、可重復(fù)性強(qiáng),具有更寬的工作溫度、工作電壓和抗機(jī)械沖擊、震動(dòng)的優(yōu)異性能,而且GMR傳感器的工作點(diǎn)也不會(huì)隨時(shí)間推移而發(fā)生偏移。GMR傳感器的制備成本和檢測成本低,對樣本的需求量很小。由GMR傳感器組成的陣列,還可以結(jié)合現(xiàn)有的IC工藝,提高整體設(shè)備的集成度,進(jìn)行多目標(biāo)的檢測。同時(shí),對比傳統(tǒng)的熒光檢測法,磁性標(biāo)記沒有很強(qiáng)的環(huán)境噪聲,標(biāo)記本身不會(huì)逐漸消退,也不需要昂貴的光學(xué)掃描設(shè)備以及專業(yè)的操作人員。測量原理:GMR陣列傳感器生物檢測的基本模式用GMR陣列傳感器進(jìn)行生物檢測,是以磁性顆粒為標(biāo)記物,采用直接標(biāo)記法或兩步標(biāo)記法,在施加一定方向的外加磁場的情況下,用磁敏傳感器對磁性標(biāo)記產(chǎn)生的寄生磁場進(jìn)行檢測,從而實(shí)現(xiàn)對生物目標(biāo)定性定量分析。測量方法:以DNA檢測為例,第一步將已知序列的DNA探針鏈結(jié)合在包埋了自旋閥傳感器的芯片表面,加入用生物素標(biāo)記的DNA目標(biāo)鏈溶液,進(jìn)行充分雜交;第二步,加入被抗生物素包裹的磁性顆粒,形成生物素一抗生物素共價(jià)鍵,從而選擇性地捕獲磁性標(biāo)記。標(biāo)記反