GMR傳感器的電流測量影響因素的研究

劉靜 劉瑞敏 沈鑫 陳先富 張少泉

摘要：近年來隨著磁電子器件的快速發展，基于巨磁電阻（giant magneto resistive，GMR）效應的傳感器則為智能電網的在線電流監測提供了一種新的選擇。對于光伏發電系統，電流的精確檢測是光伏發電系統得以可靠和高效運行的基礎，高性能的電流傳感器的研發，對提高光伏發電系統的實際應用有重要意義。但巨磁電阻的性能受外界環境的影響較大，因此會使測量產生一定的誤差，本文主要針對非線性誤差，磁滯，零漂和溫漂對國內外所提出了各種溫度補償方案進行分析，這些方案當中包括使用硬件電路和通過算法的校正，以及采用閉環磁補償結構改善了磁性材料的磁滯效應引入的誤差，提高巨磁電阻傳感器的線性度及靈敏度。

關鍵詞：巨磁電阻，電流測量，溫度補償，磁滯，誤差

中圖分類號：TP216 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.l003-6970.2017.08.032

引言

1986年德國P.Grunberg采用納米技術對Fe/Cr/Fe3層膜結構進行實驗研究發現，在兩鐵磁層之間存在反鐵磁耦合作用。1988年法國A.Fert的研究小組將Fe和Cr交替制成多層超晶格薄膜，發現了外部磁場可以使材料的電阻變化率十分明顯，艮P：巨磁電阻（giant magneto resistance，簡稱GMR）

效應。GMR效應的發現，導致了新的自旋電子學的創立。目前，GMR傳感器已經得到了廣泛的應用[34]，基于GMR效應的相關物理實驗也在大學物理實驗教學中得到開展[54]。但不同方向外磁場以及環境溫度對GMR器件的特性影響報道不多，GMR傳感器測量電流時，為了使測量效果最佳有時需要加磁偏置，磁偏置的選取也十分重要?！?br>