1.一种极大磁场测量方法,其特征在于,包括:
步骤1:将四个正交配置的隧穿磁阻电阻放置到外加磁场中,并获取各个隧穿磁阻电阻的阻值;第一隧穿磁阻电阻与第三隧穿磁阻电阻位于一条直线上,第二隧穿磁阻电阻与第四隧穿磁阻电阻位于另一条直线上,所述一条直线与所述另一条直线垂直;
步骤2:根据四个隧穿磁阻电阻的阻值计算各隧穿磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角;
步骤3:根据第一隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角以及第三隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角计算外加磁场的磁场强度H1及方向θ1;根据第二隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角以及第四隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角计算外加磁场的磁场强度H2及方向θ2;
步骤4:根据磁场强度H1与磁场强度H2确定外加磁场最终的磁场强度H,根据方向θ2与方向θ1确定外加磁场最终的方向θ。
2.根据权利要求1所述的一种极大磁场测量方法,其特征在于,步骤2中,根据隧穿磁阻电阻的阻值计算其自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角方程为:
式中,Ravg=(Rmax+Rmin)/2,Δmax=(Rmax-Rmin)/Ravg,当自由层磁化方向和参考层磁化方向相同时,隧穿磁阻电阻的阻值最小,为Rmin;当自由层磁化方向和参考层磁化方向相反时,隧穿磁阻电阻的阻值最大,为Rmax;为隧穿磁阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角;R为隧穿磁阻电阻在所述外加磁场中的阻值。
3.根据权利要求1所述的一种极大磁场测量方法,其特征在于,步骤3中,磁场强度H1及方向θ1的计算公式为:
式中,HBR为四个隧穿磁阻电阻的参考层内部偏置场的幅值;为第一隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角;
为第三隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角。
4.根据权利要求1所述的一种极大磁场测量方法,其特征在于,步骤3中,磁场强度H2及方向θ2的计算公式为:
式中,HBR为四个隧穿磁阻电阻的参考层内部偏置场的幅值;为第二隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角;
为第四隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角。
5.根据权利要求1所述的一种极大磁场测量方法,其特征在于,步骤4中确定外加磁场最终的磁场强度H及最终的方向θ的步骤进一步包括,
H=H1=H2;
6.一种极大磁场测量装置,其特征在于,包括:
隧穿磁阻电阻阻值获取模块,用于获取外加磁场中正交配置的四个隧穿磁阻电阻的阻值;其中,第一隧穿磁阻电阻与第三隧穿磁阻电阻位于一条直线上,第二隧穿磁阻电阻与第四隧穿磁阻电阻位于另一条直线上,所述一条直线与所述另一条直线垂直;
隧穿磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向夹角计算模块,用于根据四个隧穿磁阻电阻的阻值计算各隧穿磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角;
外加磁场的磁场强度及方向预计算模块,用于根据第一隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角以及第三隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角计算外加磁场的磁场强度H1及方向θ1;根据第二隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角以及第四隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角计算外加磁场的磁场强度H2及方向θ2;
外加磁场的磁场强度及方向确定模块,用于根据磁场强度H1与磁场强度H2确定外加磁场最终的磁场强度H,根据方向θ2与方向θ1确定外加磁场最终的方向θ。
7.根据权利要求6所述的一种极大磁场测量装置,其特征在于,隧穿磁阻电阻自由层磁化方向与参考层磁化方向夹角计算模块进一步用于,根据隧穿磁阻电阻的阻值计算其自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角方程为:
式中,Ravg=(Rmax+Rmin)/2,Δmax=(Rmax-Rmin)/Ravg,当自由层磁化方向和参考层磁化方向相同时,隧穿磁阻电阻的阻值最小,为Rmin;当自由层磁化方向和参考层磁化方向相反时,隧穿磁阻电阻的阻值最大,为Rmax;为隧穿磁阻自由层磁化方向与参考层磁化方向的夹角;R为隧穿磁阻电阻在所述外加磁场中的阻值。
8.根据权利要求6所述的一种极大磁场测量装置,其特征在于,外加磁场的磁场强度及方向预计算模块计算磁场强度H1及方向θ1的公式为:
式中,HBR为四个隧穿磁阻电阻的参考层内部偏置场的幅值;为第一隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角;
为第三隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角。
9.根据权利要求6所述的一种极大磁场测量装置,其特征在于,外加磁场的磁场强度及方向预计算模块计算磁场强度H2及方向θ2的公式为:
式中,HBR为四个隧穿磁阻电阻的参考层内部偏置场的幅值;为第二隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角;
为第四隧穿磁阻电阻自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角。
10.根据权利要求6所述的一种极大磁场测量装置,其特征在于,外加磁场的磁场强度及方向确定模块利用以下公式确定外加磁场最终的磁场强度H及最终的方向θ:
H=H1=H2;