新型InSb-In薄膜磁阻式振动传感器的设计王蕊J黃钊洪-李敏毅彳(1.华南师范大学华南■子电子学研究所，广东广州510631;2.广东省计■科学研究院，广东广州510405)摘要：介绍种用InSb-ln共晶体薄膜磁敏元件制成的准全方位振动传感器。它由两对对称轴方向互相垂直的InSb-ln磁敏朮件构成，町将检测方位范围由一维扩展到现在的二维平面，并用单片机P87LPC760对传悠器信号进行处理•应用中町提高检测信号的准确性。经实测，在机械振动的中低频率检测范围内、传感器的有效频带不窄于4~760HzJt通频带内信噪比为30-32dB,经换算得灵敏度为16mV/&。同时，得到传感器振动强度大小与磁敏电臥器输出信号关系曲线。关键词：磁PU效应；薄膜；振动传感器；二维中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：】000-9787(2005)07-0054-03Designofnew-styleInSb-lnfilmmagnetoresistivevibrationpickupWANGRui1,HUANGZhao-hong1,LIMin-yi2(1.SouthChinaInstofQuantumElct,SouthChinaNormalUniversity,Guangzhou510631,China；2.GuangdongInstituteofMetrology.Guangzhou5104055China)Abstract:ArelativelyomnidirechonalvibrationpickupmadeofInSb・Ineutecticfilmmagnetoelementisintroduced.Thesensoriscomposedoftwopairsofuprightmagnectoelements,whichmaketheorientationalsurveyofthesensorexpandfromsignalplanetotwoones・ThesignaloutputofvibrationpickupisdealedwithSCMP87LP760toenhancetheveracityofsignalintheactualapplication.Ithasbeenobservedthatinthemiddleandlowmechanicalvibrationalscopevtheeffectualfrequencybandis4*760Hz,theSNRis30~32dBandthesensitivityisabout16mV/g「TherelationcurvebetweentheMKoutputandtheintensionofvibrationiseduced.Keywords:megnetoresistiveeffect；film；vibrationpickup；twodimensions0引言在日常生活和工程或生产中，普遍存在振动现象•人们应用InSb-ln磁阻式振动传感器可达到报警、检测等目的,使其可适用于工程仪器的振动检测、车辆防盗报警、振动锁、自动控制开关等⑴。但是•制成的这种传感器存在检测方位范围单一的缺陷，只有一个基准方位，仅可检测铁磁滚珠垂直该方位运动的振动。为了扩大磁阻式振动传感器的检测方位范围，增强其实用性，本文研制了二维InSb-ln磁阻式振动传感器"这种传感器将检测方位范围由一维扩展到二维平面,以空间中的2个垂直方向为基准方位来检测铁磁滚珠运动。对该传感器的性能逬行测试，结果表明：待测振动强度上升至1m・J?的过程中，传感器输出信号与待测强度基本成线性关系，即随加速度的增加而逐步增大;待测振动强度达到lm・s・2后，输出信号保持稳定。此工作性质由该传感器的特殊结构决定，使英在实际应用中防冲击、防破坏、性能良好，即使受到较大的撞击,传感器依然保持输出正常稳定，比较适用于防盗报警。同时，采用单片机汇编语言编制的程序处理信号，使传感器的检测性能优于普通振动传感器。1InSb-ln磁阻薄膜特性二维InSb-ln振动传感器工作原理的理论基础是磁阻效应，它指某些半导体材料电阻值随外加磁场强弱不同而变化。通有电流的半导体材料放于磁场中，并H,使磁场方向与其电流方向垂宜，由于洛伦兹力作用，载流子方向改变，路径加长，从而阻值改变。对于2种载流子(电子和空穴)的迁移率卜分悬殊的半导体材料，其中，迁移率较大的一种载流子引起的电阻变化可表示为⑵(pR-Po)/po=g/po=0.275/,式中B为外加磁场的磁感应强度,T；內和A,分别表示磁收積日期：2005-01・31"墓金项目：广东省自然科学呈金资助项目(03⑸5);广东省“十五”攻关项目(2002A1060204)感应强度为B和0时的电阻率护为该种载流子的迁移率。采用薄膜工艺制造InSb-In共晶体，其电阻变化率奇，克服了传统工艺的许多缺点，节约材料和提高了效率。2二维InSb-In«阻式振动传感器结构为了可以全方位检测到物体的振动，本文研制了一种新型的InSb-In磁阻式振动传感器。它由两组对称轴方向互相垂直的磁敏元件构成，结构如图13）所示，毎组磁敏电阻各含有2个InSb-In磁敏元件MR,.MR,与MR.MR—中间用环氧树脂密封隔离-这购对磁敏元件的对称轴在水平方向...