RU2347302C1 - Магниторезистивный датчик - Google Patents
Магниторезистивный датчик Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347302C1 RU2347302C1 RU2007133962/28A RU2007133962A RU2347302C1 RU 2347302 C1 RU2347302 C1 RU 2347302C1 RU 2007133962/28 A RU2007133962/28 A RU 2007133962/28A RU 2007133962 A RU2007133962 A RU 2007133962A RU 2347302 C1 RU2347302 C1 RU 2347302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetoresistive
- parallel
- bridge
- magnetoresistive strips
- strips
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области автоматики и магнитометрии и может быть использовано в датчиках перемещений, устройствах измерения электрического тока и магнитных полей. Магниторезистивный датчик содержит подложку с диэлектрическим слоем, на котором расположены соединенные в мостовую схему немагнитными проводящими перемычками тонкопленочные магниторезистивные полоски с полюсами Барбера. Два плеча моста Уинстона содержат подгоночные сопротивления в виде параллельных магниторезистивных полосок, соединенных в параллель. Подгоночное сопротивление содержит проводник, параллельный его магниторезистивным полоскам и соединенный с ними проводящими перемычками, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, определяемом минимальным шагом подгонки. Направление перемычек совпадает с направлением полюсов Барбера. Изобретение обеспечивает упрощение процесса компенсации технологического разбаланса мостовой схемы и получение датчика с уменьшенными размерами. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области автоматики и магнитометрии и может быть использовано в датчиках перемещений, устройствах измерения электрического тока и магнитных полей.
Известны анизотропные магниторезистивные (AMP) датчики магнитного поля, описанные в ряде патентов фирмы Honeywell (Michael 3. Caruso and Tamara Bratland, Honeywell SSES, Carl H.Smith and Robert Schneider, Nonvolatile Electronics, Jnc), http://www.sensorsmag.com, которым присуще наличие технологического разбаланса мостовой схемы, содержащей тонкопленочные магниторезисторы. Это обусловлено технологической неточностью напыления и травления пленок, которые приводят к неравенству сопротивлений моста.
Для устранения разбаланса моста предлагается несколько методов, основанных на использовании схемных решений с использованием дополнительных тонкопленочных элементов или электронных компонентов в схеме обработки сигнала (катушек смещения, микропроцессора, электронной обратной связи).
Использование этих методов позволяет устранить разбаланс моста, но усложняет процесс изготовления датчика и отбирает заметную часть питания, что снижает чувствительность датчика.
Известны также пат. РФ №2186440, кл. H01L 43/08 от 16 февраля 2001 г. и пат. РФ №2216822, кл. H01L 43/08 от 9 апреля 2002 г., в которых вместо катушки для той же цели используются управляющие проводники, но эти решения имеют те же недостатки, что и предыдущие.
Эти недостатки частично устранены в магниторезистивном датчике (США №4847584, кл. H01L 43/00 от 11 июля 1989 г.), взятом за прототип. Датчик содержит подложку с диэлектрическим слоем, на котором расположены соединенные в мостовую схему немагнитными проводящими перемычками тонкопленочные магниторезистивные полоски с полюсами Барбера, а два плеча моста Уинстона содержат подгоночные сопротивления в виде параллельных магниторезистивных полосок разной длины в количестве 10 шт., соединенных в параллель.
Подгонка осуществляется перерезанием этих полосок, т.е. исключением одного или нескольких сопротивлений из параллельной цепи и тем самым увеличением значения подгоночного сопротивления.
Недостатком такого датчика является сложность подгонки, т.к. заранее невозможно определить какую полоску необходимо перерезать и достаточно трудно это осуществить, когда полоска находится в середине подгоночного сопротивления. Кроме того, подгоночное сопротивление имеет большие размеры (~10 магниторезистивных полосок), сравнимые с размерами собственно плеча моста, и имеет нерабочую часть, которая, тем не менее, может оказывать влияние на процесс перемагничивания.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение процесса компенсации технологического разбаланса мостовой схемы и получение датчика с уменьшенными размерами, что позволит понизить стоимость датчика и расширит область его применения.
Указанный технический результат достигается тем, что в магниторезистивном датчике, содержащем подложку с диэлектрическим слоем, на котором расположены соединенные в мостовую схему немагнитными проводящими перемычками тонкопленочные магниторезистивные полоски с полюсами Барбера, причем два плеча моста Уинстона содержат подгоночные сопротивления в виде параллельных магниторезистивных полосок, соединенных в параллель, подгоночное сопротивление содержит проводник, параллельный его магниторезистивным полоскам и соединенный с ними проводящими перемычками, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, определяемом минимальным шагом подгонки, а направление перемычек совпадает с направлением полюсов Барбера.
На чертеже показана топология магниторезистивного датчика (вид сверху).
Магниторезистивный датчик представляет собой мостовую схему, каждое плечо 1 которой состоит из магниторезистивных полосок с полюсами Барбера 2, соединенных проводящими немагнитными перемычками 3 в меандровую структуру и подгоночного сопротивления 4, состоящего из магниторезистивных полосок 5, проводника 6, проводящих перемычек 7 и контактных площадок 8, 9; контактных площадок моста 10, 11.
Компенсация технологического разбаланса мостовой схемы происходит следующим образом.
Замеряют сопротивление между контактными площадками 8 и 11. Оно должно составлять величину в два раза большую, чем сопротивление моста. В случае большого отклонения, подгоняют сопротивление 4, разрезая последовательно перемычки 7 по линии А. Получается ряд последовательно включенных сопротивлений одинаковой величины. Для более тонкой подгонки разрезают проводник по линии Б. Получают ряд последовательно соединенных параллельных сопротивлений одинаковой величины. Один рез задает шаг подгонки, который зависит от длины резистивной части и числа магниторезистивных полосок в подгоночном сопротивлении. Длина резистивной части ограничена разрешающей способностью режущего инструмента, а число магниторезистивных полосок - величиной технологического разбаланса с возможностями напылительного оборудования и фотолитографии.
Далее замеряют сопротивление между контактными площадками 9 и 11 и повторяют подгонку так же, как и в предыдущем случае.
Пример использования предлагаемого устройства.
Необходимо было изготовить мост с R=1000 Ом и разбалансом 0,05% (типичное значение для датчика Honeywell). Удельное поверхностное сопротивление составляло Ширина полоски - 50 мкм. Общая длина плеча составляла 10 мм, и оно состояло из 5 магниторезистивных полосок по 2 мм длиной с сопротивлением 200 Ом.
Подгоночное сопротивление состояло из 3 магниторезистивных полосок 50 мкм шириной, проводника шириной 50 мкм и перемычек шириной 10 мкм, расположенных на расстоянии 10 мкм друг от друга. Отклонение сопротивления моста от номинала обычно составляло ~40 Ом. Разрезая перемычки по линии А получали добавку в 1 Ом от одного реза. На длине полоски имеется 40 перемычек, что дает доставку 40 Ом. Далее осуществлялась более точная подгонка. Для этого резали проводник по линии Б лазерным лучом ⌀10 мкм, получали два сопротивления, соединенных в параллель, т.е. 0,5 Ом, что от 1000 Ом составляет 0,05%.
В случае необходимости точность подгонки можно повысить либо увеличивая ширину полоски, либо увеличивая их количество в подгоночном сопротивлении.
Таким образом, можно констатировать, что предлагаемая конструкция подгоночного сопротивления имеет более компактную форму по сравнению с прототипом. Другой особенностью является возможность подгонки сопротивления моста путем разрезания проводника или перемычек, не затрагивая магниторезистивные полоски, чем исключается возможность возникновения негативного влияния размагничивающих полей. Равное расстояние между перемычками определяет шаг (точность) подгонки, что упрощает процесс компенсации технологического разбаланса мостовой схемы, тем более что проводник находится с краю и более доступен для режущего инструмента.
Claims (1)
- Магниторезистивный датчик, содержащий подложку с диэлектрическим слоем, на котором расположены соединенные в мостовую схему немагнитными проводящими перемычками тонкопленочные магниторезистивные полоски с полюсами Барбера, причем два плеча моста Уинстона содержат подгоночные сопротивления в виде параллельных магниторезистивных полосок, соединенных в параллель, отличающийся тем, что подгоночное сопротивление содержит проводник, параллельный его магниторезистивным полоскам, включенный между плечами моста и их общей контактной площадкой, и соединенный с ними проводящими перемычками, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, определяемом минимальным шагом подгонки, а направление перемычек совпадает с направлением полюсов Барбера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133962/28A RU2347302C1 (ru) | 2007-09-11 | 2007-09-11 | Магниторезистивный датчик |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133962/28A RU2347302C1 (ru) | 2007-09-11 | 2007-09-11 | Магниторезистивный датчик |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2347302C1 true RU2347302C1 (ru) | 2009-02-20 |
Family
ID=40531916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007133962/28A RU2347302C1 (ru) | 2007-09-11 | 2007-09-11 | Магниторезистивный датчик |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347302C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536317C1 (ru) * | 2013-04-19 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ изготовления магниторезистивного датчика |
CZ305322B6 (cs) * | 2014-01-30 | 2015-07-29 | Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava | Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky |
RU2601281C1 (ru) * | 2015-07-13 | 2016-10-27 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Магниторезистивный датчик тока |
RU2635330C1 (ru) * | 2016-06-07 | 2017-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СПИНТЕК" | Преобразователь магнитного поля с повышенной чувствительностью на анизотропных тонкопленочных магниторезисторах (варианты) |
RU2664868C1 (ru) * | 2017-08-10 | 2018-08-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ балансировки магниторезистивного датчика |
RU2738998C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация "Аксион" (ООО "Корпорация "Аксион") | Магниторезистивный датчик магнитного поля |
-
2007
- 2007-09-11 RU RU2007133962/28A patent/RU2347302C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536317C1 (ru) * | 2013-04-19 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ изготовления магниторезистивного датчика |
CZ305322B6 (cs) * | 2014-01-30 | 2015-07-29 | Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava | Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky |
RU2601281C1 (ru) * | 2015-07-13 | 2016-10-27 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Магниторезистивный датчик тока |
RU2635330C1 (ru) * | 2016-06-07 | 2017-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СПИНТЕК" | Преобразователь магнитного поля с повышенной чувствительностью на анизотропных тонкопленочных магниторезисторах (варианты) |
RU2664868C1 (ru) * | 2017-08-10 | 2018-08-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ балансировки магниторезистивного датчика |
RU2738998C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация "Аксион" (ООО "Корпорация "Аксион") | Магниторезистивный датчик магнитного поля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2347302C1 (ru) | Магниторезистивный датчик | |
EP1459038B1 (en) | System and method for using magneto-resistive sensors as dual purpose sensors | |
JP3465059B2 (ja) | 磁化反転導体と一又は複数の磁気抵抗レジスタとからなる磁界センサ | |
EP2682766B1 (en) | Power measuring apparatus | |
US10948553B2 (en) | Magnetic sensor sensitivity matching calibration | |
US4480248A (en) | Temperature and aging compensated magnetoresistive differential potentiometer | |
EP2722681B1 (en) | Magnetic field direction detector | |
US6191581B1 (en) | Planar thin-film magnetic field sensor for determining directional magnetic fields | |
JPH06294854A (ja) | センサチップ | |
US10545177B2 (en) | Non-contact sensor based Rogowski coil | |
JPH08304466A (ja) | 電流計 | |
JP2003315376A (ja) | 電流センサ | |
US11828827B2 (en) | Magnetic sensor sensitivity matching calibration | |
US6373242B1 (en) | GMR sensor with a varying number of GMR layers | |
JP2545740B2 (ja) | 温度センサ | |
EP3023804B1 (en) | Magnetic induction measuring device and method | |
RU2279737C1 (ru) | Магниторезистивный датчик | |
US4498007A (en) | Method and apparatus for neutron radiation monitoring | |
CN109752678B (zh) | 一种简易各向异性薄膜磁阻传感器 | |
RU2664868C1 (ru) | Способ балансировки магниторезистивного датчика | |
TWI703338B (zh) | 電流感測器 | |
EP3893011B1 (en) | Scalar magnetic field measuring probe | |
RU2730108C1 (ru) | Магниторезистивный датчик угла поворота | |
KR900000980B1 (ko) | 자기저항소자를 이용한 각도 측정 장치 및 패턴 형성 방법 | |
RU1798744C (ru) | Устройство дл измерени магнитного пол |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190912 |