基于隧道磁阻效应的单轴加速度计研究

摘要

提出了一种基于隧道磁阻效应的单轴加速度计.阐述了隧道磁阻加速度计的结构原理,在线性加速度计等效模型基础上推导了加速度计的位移响应公式;构建圆柱形永磁体的磁场分布模型,借助平动位移和磁场强度分布曲线近似推导了磁场强度与位移之间的关系式;结合隧道磁阻线性磁场传感器的线性特性,推导了输入加速度与隧道磁阻线性磁场传感器输出电压的关系式;对隧道磁阻加速度计进行运动特性进行了仿真,设计了隧道磁阻效应加速度计测控电路,并进行了实验验证.实验结果表明:在弹性梁的长、宽高分别为8,1.8,50 mm以及TMR传感器与永磁体底面竖直距离为5mm时,隧道磁阻式加速度计的标度因数为307.03 mV/gn,偏置稳定性为206.4 μgn,非线性度为1.65％.