何 宏 冯 乐 张志宏，2

(1.天津理工大学自动化学院天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津 300384；2.天津广播电视台传输发射部，天津 300072)

现实生活中，针对车辆、飞机及行人等的定位都需要高精度的定位导航系统[1]，为此需要将磁传感器与其他技术相结合，实现磁传感器在时间变化时依然具有良好的灵敏度、线性度和稳定性。常用的磁传感器有两种：各向异性磁阻(Anisotropy of Magnetoresistance，AMR)传感器与特大磁电阻(Giant Magneto Resistive，GMR)传感器。二者相比，GMR传感器在灵敏度上稍具优势，但GMR传感器具有高滞后性，而且在高强磁场中容易损坏。考虑到实时性和成本，具有灵敏度高、响应速度快及成本低等优势的AMR传感器更具推广价值。

AMR传感器在垂直于其灵敏轴方向被施加一定的加速度或者倾斜一定的角度，即横轴效应[2]，测量期间，如果周围磁场发生改变，传感器的测量结果就会产生横轴误差。在此，通过对横轴效应的理论分析和磁能相关公式的推导，对AMR传感器横轴误差的旋转补偿方法和非旋转补偿方法进行对比。

1 AMR传感器的横轴效应①

图1 AMR传感器磁化矢量与外磁场矢量的关系

铁磁层的磁场能量E可以表示为：

E=1/2μ0MsHksin2φ-μ0Ms(Hysinφ+Hxcosφ)

(1)

磁性材料的各向异性能量取决于磁晶体内部磁化矢量的方向，这种能量指的是磁晶体中不受外界影响而形成的那些磁化的能量，其中角度φ由最小磁能给出：

(2)

由式(1)、(2)可得：

Hksinφcosφ=Hycosφ-Hxsinφ

假设φ≪1，则有sinφ≈φ、cosφ≈1，那么式(2)即变换为：

(3)

式(3)表明，如果外磁场应用于传感器的敏感轴方向Hy，磁化矢量会自动旋转，由于这……