磁传感器使用的材料介绍

磁传感器使用的材料

以磁性材料为主的磁传感器已经广泛的应用在国民经济的各个领域中。实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同。根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可分为五类:顺磁性物质,抗磁性物质,亚磁性物质,铁磁性物质,反磁性物质。


⑴顺磁材料和抗磁材料中的磁感应强度与真空中的磁感应强度只有很小的差异,其幅度与外加磁场的大小无关。铁磁材料和铁氧体材料则会受到强磁化(μr>>1),且随外加磁场而变。铁磁材料可以看成是由许多称之为磁畴的体积单元侯成。每个体积单元在给定方向被磁化。当磁化方向呈随机取向时,材料未被磁化。当磁化方向在一定程度上趋于一致时,材料即被磁化。

⑵抗磁材料(μr<1)具有完整电子壳层的原子或离子,因此,他们没有磁矩。然而外加磁场将使电子产生附加旋转(拉莫尔进动)。这种电子运动在与外加磁场相反的方向上产生净磁矩。因此,外加磁场对抗磁材料产生排斥作用。这种磁矩的取向不受温度影响。


⑶亚铁磁性材料是离子的偶极距呈逆平行取向的晶体材料。尽管如此,由于一种取向稍占优势,所以外场能使材料磁化。这类材料也有磁畴和居里点,但对温度的依赖关系很复杂,它们先于铁磁材料进入饱和,并呈现较大的电阻。亚铁磁性材料由氧化铁结合一种或多种金属(如锰、镍或锌)的氧化物构成,并统称为铁氧体。
磁性材料被用作将磁通量限定在确定的体积范围内的结构元件。它们还用于检测一些磁参量,因为这些磁参量能改变另一些物理特性,如磁敏电阻的电导率。(霍尔微电子专营霍尔元件,磁性元件,磁控开关)


⑷铁磁材料中的单元磁偶极子是由单元电流造成的。对于铁及其同一族金属(钴、镍),单元电流来自不成对的电子自旋。在稀土元素中,电子轨道不平衡也对单元电流做出贡献。
铁磁材料依靠两种不同的过程,即位移和定向产生磁化。位移指的是某些磁畴通过挤占邻近磁畴而产生的体积变化。定向指的是磁畴的取向趋向外加磁场的方向。对于微弱的外场,磁化是一个可逆的过程。
铁磁材料的磁导率与温度有关,且在达到居里点之前磁导率随温度而增加,对于每种材料,有不同的居里点:铁为730°,钴为1131°、镍为358°。超过居里点时,由于热振动而使μr急剧减小,材料变为顺磁材料。

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| 发布时间:2015.10.28    来源:    查看次数:
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