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巨磁电阻范文1
【关键词】巨磁电阻 电功率 传感器
1 实验原理、实验材料和实验方法
1.1 实验原理
1.1.1 电流的测量
开环式GMR电流传感器通过直接测量长直导线上电流产生的磁场来测量电流。电流方向与传感器的敏感轴方向正交，电流产生的磁场方向与敏感轴方向平行。假设流经导线的电流为I，传感器距离导线的距离为d。当电流变化时，磁场随之变化，GMR的电阻也发生变化，利用电桥结构将电阻的变化输出为一个电压信号。由于GMR电阻和磁场之间具有线性变化规律，输出的电压正比于被测电流，从而实现电流信号的测量功能。如图1所示。
巨磁电阻传感器采用惠斯登电桥结构，由四只相同的巨磁电阻组成，其中和受外磁场作用时电阻增大，而和电阻减小。图2为电流传感器常用的电桥结构。
一般情况下，GMR电桥的输入电阻可视为恒定，输出信号正比于被测电流与电桥输入电压的乘积。输入电压恒定时，GMR传感器为电流传感器。
因为变化的电流周围产生变化的磁场，当被测电流为I时，对应产生的磁场为B，巨磁电阻受到磁场作用电阻发生变化，平衡电桥结构被破坏，将电阻的变化输出为差分电压信号，若巨磁电阻工作在线性区，测得磁场B与电压信号呈线性关系，即B正比于。
GMR功率传感器的设计，如图3所示。
将GMR传感器放置在导线上方的某个位置，使传感器敏感方向与导线产生的磁场方向一致，调节电流大小，以改变磁场大小，进而与传感器输出建立关系。
1.1.2 电压的测量
负载电压为了简便测量使用万用表进行测量，U=U负载。
1.1.3 电功率的测量
由上述方法测得电流和电压值，利用单片机处理传感器输出电压，得到待测电流值，根据进行运算，并通过LCD屏显示电功率P，则电功率P为
1.2 实验器材
（1）NVEAA002e多层膜巨磁电阻传感器，工作电压0-5V；
（2）HMC1021Z各向异性巨磁电阻传感器，工作电压0-5V；
（3）100Ω电阻，作为外电路负载；
（4）万用表，直接测量负载电压值；
（5）LCD显示屏；
（6）单片机；
（7）多孔板，漆包，导线若干。
1.3 实验方法
1.3.1 电流强度I的测量
GMR传感器通过负载两端电压供电，在电压输出端输出差分电压信号。由磁场大小可计算得电流为
（1）
1.3.2 电压U的测量
为了简便测量方法，电压的测量采用直接测量法，即使用万用表测量电压值。
1.3.3 电功率P的测量
（见图4）电压输入采用电阻分压，电流输入中电阻和电位器的选择类似于电压输入电路，模拟乘法器采用的是AD633，带宽为1MHz，输入范围为0-10V，为滤除模拟乘法器输出中的交流成份，设计了滤波电路，以便于数字式表头显示。
2 实验结果与分析
2.1 各向异性传感器对电功率的测量
根据实验原理，利用各向异性传感器制作了电功率测量计，并对待测电流进行测量，实验测量图如附图1。由表1数据拟合可得y = 0.2324x+6.9365，R2=0.9476，待测电流与输出电压基本吻合线性关系，如图8所示。
由以上图5我们可以看出，各向异性传感器的图线刚开始线性很好，最后一段图线线性也很好，只是中间有一段区域线性很差，通过查阅资料，我们得知各向异性传感器芯片在磁场较大时灵敏度会降低，于是我们就此通过改变实验中线圈的匝数来减小实验磁场的大小，重新进行实验，实验结果有表2，由表2数据可得拟合图线：y = 0.6692x+0.5470得到的新图线如图9所示。
由新图6 可知减小磁场后图线的线性度明显更好了，所以我们可以得出结论：之前各向异性传感器图线线性度之所以呈“好-差-好”的特点，是因为测定后面的曲线时由于电流过大、线圈过多导致实验中的磁场过大，使芯片的灵敏度降低，导致后面图线的线性度与之前测量图线的线性度有偏差，所以才出现了中间线性度很差的一段曲线。
2.2 多层膜传感器对电功率的测量
根据实验原理，利用多层膜传感器制作了电功率测量计，并对待测电流进行测量，实验结果如表3所示，由表3数据拟合可得y= 0.0746x+6.4158，R2=0.969，待测电流与输出电压完全吻合线性关系，如图7所示。（线圈绕匝板匝数与各向异性传感器第二次实验的时候相同）
由上面实验可知：多层膜传感器得到的图线线性程度远远强于各向异性传感器，并且多层膜传感器的线性区域更大，在线圈绕匝板相同的情况下，多层膜传感器测得的电压值远大于各向异性传感器，便于单片机的采集处理，所以我们这个实验选择多层膜传感器。
由于本实验是控制变量实验，前后实验控制的变量是芯片，实验测量图如附图2所示。
2.3 多层膜电功率计的定标
由上述测得待测电流与输出电压的关系，可知y= 0.0746x + 6.4158，利用单片机对输出电压进行处理。
实验过程中的实际效果如图8所示，图中红黑插头为从仪器中接入的电流。
在以往的实验中，外接电路一般会对实验结果有影响，在这里我们也要讨论一下外接单片机是否会对实验结果有一定影响。
首先我们将单片机接入电脑，连接外电路，进行实验，分别记录有无单片机的情况下，功率计的显示读数。实验结果记录如下表4，表5所示。
为了探究外接单片机是否对实验结果有影响，我们分别做出了使用单片机和不使用单片机所得电流与输出电压的关系图，并进行了拟合：
由上图9我们可以看出两条拟合直线（poly c与poly d）几乎完全重合，我们先算一下该实验的误差：
η=Σ
所得结果为0.56%，则在误差允许的范围内可以认为外接单片机对该实验结果无影响。
3 结语
巨磁电阻材料本身具有下列特性：其阻值可以随外界磁场的改变而变化，通过控制阻值的变化可以间接地控制其它的电学量并将其应用于日常生活中。巨磁电阻的应用前景十分地广泛：在磁场方面，巨磁电阻传感器具有较宽的磁场测量范围，较高的响应频率和灵敏度以及较强的温度适应性，在磁场线性测量领域具有较为明显的优势。巨磁电阻位移传感器具有高灵敏度和高线性度，在不同环境温度下，输出电压与位移具有良好的线性关系，说明其温度稳定性好，应用前景比一般传感器也更为广泛。另外，巨磁电阻传感器用于转速测量具有测量精度高、频率范围宽、无需温度补偿等特点。
参考文献：
[1]何金良，嵇士杰，刘俊等.基于巨磁电阻效应的电流传感器技术及在智能电网中的应用前景[J].电网技术，2011，35（5）：8-14.
[2]石海平，冯洁，陈翔等.巨磁电阻传感器对铁磁流体的动态检测[J].仪器仪表学报，2011，32（5）：1033-1037.
[3]钱政. 巨磁电阻效应的研究与应用[J].传感技术学报，2003，12（4）：516-520.
巨磁电阻范文2
关键词：开关磁阻电机；转矩脉动；控制技术
引言
开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，简称SRM）凭借结构简单、效率高、调速性能好等优点得到了国内外的广泛关注。然而，电机独特的双凸极结构及磁路的高度饱和造成开关磁阻电机调速系统（Switched Reluctance Drive，简称SRD）存在严重的转矩脉动问题，制约了SRM的进一步推广与应用，因此，减小或抑制电机转矩脉动对于优化电机动态性能有很重要实践意义。国内外对转矩脉动及抑制方法进行研究，并根据不同的角度提出不同的方案，主要分为两类：一是优化电机结构，如调整SRM定、转子极弧可以有效地减小SRM的转矩脉动；二是采用合适的控制策略，对于给定电机来说，电机结构参数是固定不变的，以电机控制的角度入手，对它的控制策略进行深入细致的研究。本文以电机设计与控制分析SRM转矩脉动减小的方法，对国内外学者的研究概况进行总结，简要分析各种方案的原理优缺点。
1 转矩脉动产生原因
电机结构决定它的优化方法，SRM独特的双凸极结构以及它开关形式的供电电源使它存在很多缺陷：一、定子齿、转子齿叠加产生磁通引起电流非线性变化；二、电机转子转矩由脉冲转矩叠加而成，不是一个恒定值。由此得知，开关磁阻电机存在转矩脉动，尤其是低速运行阶段，转矩脉动更加突出。因此，最大限度的减小转矩脉动成为SRM优化设计的重要内容。
2 优化电机结构
影响开关磁阻电机的结构参数包括定子结构与尺寸、转子结构与尺寸、极弧长度以及铁心长度等等。而定转子的结构与尺寸对转矩脉动及噪声有重要影响。总结国内外研究成果，我们主要从优化定子结构与尺寸、优化转子结构与尺寸及优化极弧等方面来优化电机。
定子外径、轭及定子齿和槽的形状等参数对SRM转矩脉动都有重要影响，满足电机尺寸设计要求和约束条件下，优化电机性能通过提高输出转矩，减小转矩脉动并对定子外径进行优化。
转子外径转矩脉动影响与定子相比恰好相反，转子外径与转矩脉动成正比。在定子外径不变的情况下，增加转子外径，可能会造成绕组截面积减小，引起绕组峰值降低，所以转子外径要选择适当，不宜过大。
使用仿真软件对电机进行优化，当前比较流行的电机仿真软件是Ansoft，首先根据SRM的参数在AnsoftRMxprt生成二维或三维几何模型，然后利用Ansoft的接口⒓负文P偷既Maxwell2D或Maxwell3D，在利用瞬时模块进行有限元计算。利用软件可以定义外加电路特点，建立了SRM外加电路模型，与电机模型构成完整的系统进行仿真。使得仿真结果更加接近实际情况，精确分析电机运行性能。
3 抑制转矩脉动控制策略
3.1 传统控制策略
传统的控制策略有电流斩波控制与角度位置控制两类。电流斩波又可分为单幅值斩波与双幅值斩波。电流斩波降低了转矩脉动，但同时给电机控制带来了不利影响，并且仅适用于电机低速阶段角度位置控制通过调节导通角实现电机优化控制，适用高于基速阶段。角度位置控制通过控制电机开通角与关断角达到控制电流目的，没有直接对转矩进行控制，对于相间转矩的平滑过渡问题也没有涉及，因此，两种控制对于减少转矩脉动效果并不明显。
3.2 转矩分配函数法
转矩分配函数以合成瞬时转矩恒定为目标。通过转矩分配函数（TSF）分配电机各相在不同位置的期望转矩，并通过滞环控制或PWM控制使得合成瞬时转矩跟踪位置闭环或者速度闭环控制器的指令转矩，通过控制转矩变化率实现均衡换相，达到减少转矩脉动的目的。
转矩分配函数虽然避免了电流峰值，抑制过大转矩脉动的产生，但是它的控制方案需要控制换相区的两相，占用资源较多，转矩分配函数的选取是优化控制的关键。
3.3 迭代学习控制
迭代学习控制严格来说属于智能控制的一种，而智能控制在数学本质上属于非线性控制，迭代学习算法简单，电机控制器不需要辨识系统参数，特别适用于非线性、强耦合场合。电机转矩与电流、角度关系密切。如果电机施加电流不均匀时，随着电机转动，角度的不断改变，电机转矩脉动明显加大。若将电流跟踪转角进行变化，则可能减小转矩脉动。迭代学习便是根据转子当前位置相电流和电机转矩，调整下一周期电机相应位置的电流给定值，补偿转矩，减小转矩脉动。迭代学习控制虽然效果明显，但对于电机实时性要求特别高，同时，受迭代周期的限制。
4 结束语
转矩脉动过大限制开关磁阻电机的发展与应用，虽然线性控制、非线性控制及智能控制在抑制转矩脉动方面取得了不错的成果，但还远远不够，随着科技的不断发展，综合各种控制理论研究出新型的控制策略并结合电机结构抑制转矩脉动是我们的奋斗目标。
参考文献
[1]詹琼华.开关磁阻电动机[M].武汉：华中理工大学出版社，1991.
巨磁电阻范文3
在小鼠的胚胎干细胞上通过基因同源重组的办法进行基因修饰，也就是把胚胎干细胞中的靶向基因加以修饰，然后把修饰后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。它们的体内同时存在被修饰过的基因和未被修饰的基因，因而有可能会生出基因完全被修饰过的小鼠。由此可以认识高级哺乳动物的许多基因在生命和生理活动中到底扮演什么角色。
比如，通过基因研究已经知道了囊性纤维变性等疾病的原理，也就为包括药物和基因治疗提供了基础。而基因打靶的探索也几乎为未来所有疾病的治疗奠定了基础。有道是饱汉不知饿汉饥，健康者不知患病者苦。解除了病魔折磨的人是最能体会到幸福的。
物理奖授予的是法国的阿尔贝・费尔和德国的彼得・格林贝格尔，因为他们发现了巨磁电阻效应。这一发现能让更大范围的人享受到快乐和便捷，因为在IT时代相当多的人都会分享巨磁电阻效应带来的实惠。巨磁电阻效应是指一个微弱的磁场变化可以在巨磁电阻系统中产生很大的电阻变化，因而有助于读取头从硬盘中读取大量的数据。
根据巨磁电阻效应原理制成读取器，可以将细小的磁场变化转换成不同的电阻，使读取器产生不同的电流，让读取器更为灵敏，就能读取更多的信息。因此，今天的硬盘才会越来越小，而存储的信息却越来越多。这完全是基于巨磁电阻效应研制的读取器的功劳。
今天，我们每个人在使用电脑时，正在享用费尔和格林贝格尔发明的巨磁电阻效应带来的实惠，至少我们可以比过去花费更少的钱而使用容量更大的硬盘，享受更小更易于携带的笔记本电脑、音乐播放器等等。所以，今年的诺贝尔物理奖也在提醒我们每个使用电脑的人，喝水不忘掘井人。
今年的诺贝尔化学奖授予的是德国的格哈德・埃特尔，以表彰他在“固体表面的化学过程”研究中取得的成果。表面化学更是与人们的生活息息相关，并让人们时时体会到生活的舒适和生活、工作用品的便宜与好处。正如颁奖理由所说，表面化学对于化学工业而言非常重要，能够帮助我们理解铁为什么会生锈、燃料电池和汽车里的催化剂如何工作等等。
巨磁电阻范文4
关键词：电涡流；巨磁电阻；缺陷检测
无损检测（Nondestructive Testing，NDT）是采用各种方法，以不破坏被测对象完整性和整体功能为前提，检测、定位、分类和定量评估完整性而进行的检测[1]。常用的探伤方法包括涡流探伤、射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤等方法[2]。超声检测需要耦合剂，较难辨识缺陷性质和种类，需借助一定方法和技术，且难以对多层结构试件内缺陷进行检测；射线检测设备复杂、昂贵、便携性差，对人体有害，检测成本高；超声检测和射线检测需一定的检测厚度，对于试件表面浅层距离内的缺陷均难以识别；渗透检测难于检测内部缺陷，通常内部带有支撑结构，且被测试件厚度通常不超过10 mm[3]。
电涡流无损检测技术相对于其他无损检测方法，由于其在检测过程中不需要耦合剂，能够实现非接触测量，工艺简单且成本低，操作容易，检测过程具有快速性和安全性，设计和实现工业自动化测量较简单，在导电材料的无损检测领域有着广阔的前景[4]。长期以来，国内外学者针对焊接缺陷的电涡流检测热点问题开展了大量研究。目前，在焊接过程监测和焊缝裂纹检测等技术领域，电涡流检测技术已经实现了初步应用。但是由于焊接缺陷的检测过程中常常存在结构复杂、干扰量多等因素，导致焊接缺陷的电涡流检测过程十分困难，因此检测灵敏度低，检测可靠性不高。
1 电涡流检测方案设计
当被测金属中存在缺陷时，金属内部原有涡流和磁场的空间分布发生改变，进而通过检测涡流和磁场分布识别缺陷[5]。巨磁电阻（Giant Magneto Resistance GMR）传感器的引入提高了低频激励条件下的检测灵敏度，该传感器利用GMR 效应，指磁场材料的电阻率在外加磁场的作用下产生电阻率变化的现象[6]。由于GMR传感器还具有敏感轴特性，即与敏感轴平行方向磁场对其输出影响大，而与敏感轴正交方向磁场对其输出影响小，基本可忽略不计。根据这一特性，可分别检测不同方向缺陷磁场强度。在实际检测中，令GMR敏感轴正交于激励磁场，因而无缺陷情况下GMR无输出，而缺陷的存在改变导体内部涡流分布，使得产生敏感轴方向二次磁场，该磁场被GMR获取并输出，因而其输出信号包含缺陷信息。因此，目前常用传感器检测方向为水平方向正交于激励磁场（Hx方向）及竖直方向正交于激励磁场（Hz方向）两种。本文设计传感器检测方向Hz研究两方向正交于激励磁场（Hz方向），设计结构如图1所示。巨磁电阻水平放置于激励线圈内部，使其与感生磁场方式垂直，可获取更多缺陷信息。
2 电涡流检测理论
麦克斯韦方程组（1-4）是电涡流检测中，电磁场分析的基础，利用交变的电场产生交变的磁场，交变磁场分布在被测试件区域，形成感应电磁场，当传感器探头接近感应电磁场时，即在探头上形成交变电场。
H为磁场强度，J为电流面密度，D为导体表面电通量密度，E为电场强度，q为电荷量。式（1）表示全电流方程，表明传导电流及变化电场均能产生磁场。式（2）为推广的电磁感应定律，其表明变化磁场亦可产生电场。式（3）为磁通连续性原理，其表明磁力线是无头无尾的闭合曲线。式（4）为高斯定理，其表明电荷以发散的方式产生电场。麦克斯韦方程组微分形式为：
3 缺陷电磁场机理分析及仿真
建立交流激励线圈在金属导体上的电磁场分布的数学模型，分析金属导体上缺陷有无缺陷时，磁场分布，为下一步GMR传感器感生电场分析提供理论依据。在分析磁场模型之后，采用Comsol软件建立电磁场模型如图2所示。
3.1 无缺陷模型分析
4 GMR传感器的电涡流检测技术
GMR传感器的敏感轴方向平行于图6所示的y轴方向时，I1、I2都会产生平行于敏感轴方向的磁场分量，同时GMR传感器芯片在线圈的中心位置，即涡流的中心位置，GMR 传感器的输出为涡流I1和I2在GMR传感器所在位置磁场的叠加。
4.1 磁场分析
4.2 GMR传感器输出原理
GMR传感器电路原理图如图8所示，R1、R2、R3、R4配置成惠斯通电桥，R2、R4两个电阻被屏蔽，当磁场变化是不受影响。R1、R3未被屏蔽，位于外部磁场时，巨磁电阻R1、R3输出很小，位于缺陷周围时，R1、R3阻值变化非常大，从而GMR芯片有输出：Uout=k3By=k3k2I，k3为GMR传感器的灵敏度系数。
根据法拉第电磁感应原理，当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，回路中就会产生相应的感应电动势及感应电流，GMR传感器能够直接对磁场强度进行测量并且转化成电压值，所以在电涡流检测过程中十分方便。使用常规线圈作为检测传感器时，根据法拉第定律，线圈的感应电压为：Vcoil=kc，kc为比例系数。在正弦激励下，即B=sin（2πft+θ）时：
经过仿真得到GMR传感器输出电压变化如图9所示，在缺陷的边缘部分，输出电压迅速变化，在远离缺陷区域，输出电压趋于平稳。因此当传感器以用平扫方式经过缺陷时，输出电压信号产生极性、相位、幅值的变化，为电涡流无损检测的应用研究提供了理论依据。
5 总结与展望
本文从电涡流检测原理出发，使用交流矩形线圈做激励，通过对麦克斯韦方程的解析，定量分析了缺陷周围电磁场的变化，定性得到电磁场变化对GMR传感器输出的影响，得出电涡流无损检测技术的理论可行性。使用Comsol软件对激励磁场、被测试件及缺陷信息分别建立模型，对缺陷周围电磁场及GMR传感器输出电压建模仿真，得出缺陷周围电磁场传感器输出明显变化，进一步验证了电涡流无损检测方法对于金属导体缺陷检测的可行性。
本文初步分析了缺陷周围电磁场变化理论，下一步应从实验角度设计电涡流无损检测装置，采集缺陷数据，并进行分析，定量研究缺陷附近电磁场变化。同时，本文只对缺陷周围电磁场进行分析，未涉及到缺陷的深度，在这方面应进一步深入研究。另外应深入分析缺陷数据，以求得到更多缺陷信息并定量分析。
参考文献
[1]林俊明.电磁（涡流）检测技术在中国[J].无损检测，2009（B12）：55-56.
[2]王自明.国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材， 编审委员会，无损检测综合知识[M].机械工业出版社，2005.
[3]林俊明.电磁无损检测技术的发展与新成果[J].工程与试验，2011， 51（1）：1-5+29.
[4]陈德智，赵玉清，盛剑霓，等.基于场量分析的涡流无损检测技术[J].无损检测，1999（6）：241-244.
[5]A. Jander， C. Smith， R. Schneider， Magneto resistive sensors for nondestructive evaluation in： Proceedings of the SPIE - The International Society for Optical Engineering， USA， 2005： 1-13.
巨磁电阻范文5
论文摘要：介绍了纳米磁性材料的用途,阐述了纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类纳米磁性材料的研究和应用现状。
1引言
磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础，广泛地应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域，在微机、大型计算机中的应用具有重要地位。信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向进展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。纳米磁性材料是指材料尺寸限度在纳米级，通常在1～100nm的准零维超细微粉，一维超薄膜或二维超细纤维（丝）或由它们组成的固态或液态磁性材料。当传统固体材料经过科技手段被细化到纳米级时，其表面和量子隧道等效应引发的结构和能态的变化，产生了许多独特的光、电、磁、力学等物理化学特能，有着极高的活性，潜在极大的原能能量，这就是“量变到质变”。纳米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效应、超顺磁性、宏观量子隧道效应、磁有序颗粒的小尺寸效应、特异的表观磁性等。
2纳米磁性材料的研究概况
纳米磁性材料根据其结构特征可以分为纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类。
2.1纳米颗粒型
磁存储介质材料：近年来随着信息量飞速增加，要求记录介质材料高性能化，特别是记录高密度化。高记录密度的记录介质材料与超微粒有密切的关系。若以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性微粒由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。
纳米磁记录介质：如合金磁粉的尺寸在80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸在40nm，今后进一步提高密度向“量子磁盘”化发展，利用磁纳米线的存储特性，记录密度达400Gbit/in2，相当于每平方英寸可存储20万部红楼梦小说。
磁性液体：它是由超顺磁性的纳米微粒包覆了表面活性剂，然后弥漫在基液中而构成。利用磁性液体可以被磁场控制的特性，用环状永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，从而可将磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“O”形环，且没有磨损，可以做到长寿命的动态密封。这也是磁性液体较早、较广泛的应用之一。此外，在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他许多用途，如仪器仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影剂等等。
纳米磁性药物：磁性治疗技术在国内外的研究领域在拓宽，如治疗癌症，用纳米的金属性磁粉液体注射进人体病变的部位，并用磁体固定在病灶的细胞附近，再用微波辐射金属加热法升到一定的温度，能有效地杀死癌细胞。另外，还可以用磁粉包裹药物，用磁体固定在病灶附近，这样能加强药物治疗作用。
电波吸收（隐身）材料：纳米粒子对红外和电磁波有吸收隐身作用。由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到了隐身作用。
2.2纳米微晶型
纳米微晶稀土永磁材料：稀土钕铁硼磁体的发展突飞猛进，磁体磁性能也在不断提高，目前烧结钕铁硼磁体的磁能积达到50MGOe，接近理论值64MGOe，并已进入规模生产。为进一步改善磁性能，目前已经用速凝薄片合金的生产工艺，一般的快淬磁粉晶粒尺寸为20-50nm，如作为粘结钕铁硼永磁原材料的快淬磁粉。为克服钕铁硼磁体低的居里温度，易氧化和比铁氧体高的成本价格等缺点，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如钐铁氮、钕铁氮等化合物。另一方面，开发研制复合稀土永磁材料，将软磁相与永磁相在纳米尺寸内进行复合，就可获得高饱和磁化强度和高矫顽力的新型永磁材料。转
纳米微晶稀土软磁材料：在1988年，首先发现在铁基非晶的基体中加入少量的铜和稀土，经适当温度晶化退火后，获得一种性能优异的具有超细晶粒（直径约10nm）软磁合金，后被称为纳米晶软磁合金。纳米晶磁性材料可开发成各种各样的磁性器，应用于电力电子技术领域，用作电流互感器、开关电源变压器、滤波器、漏电保护器、互感器及传感器等，可取得令人满意的经济效益。
2.3磁微电子结构材料
巨磁电阻材料：将纳米晶的金属软磁颗粒弥散镶嵌在高电阻非磁性材料中，构成两相组织的纳米颗粒薄膜，这种薄膜最大特点是电阻率高，称为巨磁电阻效应材料，在100MHz以上的超高频段显示出优良的软磁特性。由于巨磁电阻效应大，可便器件小型化、廉价，可作成各种传感器件，例如，测量位移、角度，数控机床、汽车测速，旋转编码器，微弱磁场探测器（SQUIDS）等
磁性薄膜变压器：个人电脑和手机的小型化，必须采用高频开关电源，并且工作频率越来越高，逐步提高到1～2MHz或更高。要想使高频开关电源进一步向轻薄小方向发展，立体的三维结构铁芯已经不能满足要求，只有向低维的平面结构发展，才能使高度更薄、长度更短、体积更小。对于10～25W小功率开关电源，将采用印刷铁芯和磁性薄膜铁芯。几个微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三维立体结构，而是二维平面结构，其物理特性也与原来的立体结构不同，可以获得前所未有的高性能和综合性能。
磁光存储器：当前只读和一次刻录式的光盘已经广泛应用，但是可重复写、擦的光盘还没有产业化生产。最具有发展前途的是磁性材料介质的磁光存储器，其可以像磁盘一样反复多次地重复记录。目前大量使用的软磁盘，由于材料介质和记录磁头的局限性，其存储密度已经达到极限；另外其已经不能满足信息技术的发展要求，无法在一张盘上存储更多的图象和数据。采用磁光盘存储，就能在一张盘上记录数千兆字节到数十千兆字节的容量，并且能反复地擦写使用。
3展望
纳米技术是本世纪前20年的主导技术,纳米材料是纳米技术的核心,是21世纪最有前途的材料,也是纳米技术的应用基础之一。纳米科技的发展给传统磁性产业带来了跨越式发展的重大机遇和挑战,纳米级磁性材料的开发和研究是磁性材料发展的一个必然方向,但同时也应重视用纳米技术改造传统产业和对现有材料进行纳米改性方面的研究,以全面提高企业的技术水平和竞争能力,在世界民族之林树立中华民族的大旗。
参考文献
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［2］许改霞，王平，李蓉等.纳米传感技术及其在生物医学中的应用［J］.国外医学生物工程分册，2002，25（2）：49-54.
巨磁电阻范文6
特征曲线常见的有热敏电阻的“伏―安”特性曲线，光敏电阻的“电阻―照度”曲线，磁敏电阻的“电阻―磁感应强度”曲线，还有“电阻率―浓度”曲线，等等.它们多为非线性函数.
1.1给出数据，让考生自己绘出图线
绘图时要注意纵、横轴代表的物理量及其单位，标度、原点的选取，错误数据的排查.主要考查学生的绘图能力.
例1（2009年山东卷）：为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）.某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如表1：
表1照度（Lx）0.20.40.60.81.01.2电阻（kΩ）754028232018①请在给定的坐标系（图1）中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点.
②如图2所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路.给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（Lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图.（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：
定值电阻：R1=10 kΩ，R2=20 kΩ，R3=40 kΩ（限选其一，并在图中标出）；光敏电源E（电动势3 V，内阻不计）；开关S及导线若干.
点评此题是以“研究光敏电阻的阻值随光照强度变化的规律”为背景，结合数据，绘制图线，选择器材，并设计电路.本题坐标系已经建好，考生只需将数据点描绘出来即可，但描点和绘图时要求考生既要耐心，又要细心.
简析①描点后的图线如下图3所示.光敏电阻值随光照强度的增加非均匀减小.
②电路图如图4所示.照度为1.0 Lx时对应的电阻值为20 kΩ，要使U12=2 V，则定值电阻上的电压为1 V，由分压关系知，定值电组应选R1=10 kΩ.
小结如果坐标系既没有给出原点坐标，又没有给出标度值，均由考生自己选定，此时有一总的原则：图线尽量分布在坐标纸的中央区域.
1.2给出图线与数据，分析应用
要充分研究图线的数学特点，再结合物理含义，提炼出隐含的信息，才能更准确地作出判断.考查学生的理解能力，综合分析能力，获取新信息的能力.
例2（2008年山东卷）“巨磁电阻”效应已获诺贝尔奖.材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度.若图5为某磁敏电阻在室温下的“电阻～磁感应强度”特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值.为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB.请按要求完成下列实验.
（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻值的电路，在图6的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出），待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0 T，不考虑磁场对电路其它部分的影响.要求误差较小.提供的器材如下：