基于GMI效应的磁传感器研究与发展现状

巨磁阻抗(GMI)效应的出现,使磁传感器在弱磁检测领域的小型化、高灵敏度、快速响应和低功耗方面成为可能,基于GMI效应的磁传感器具有广泛的应用发展前景,是近年来磁传感器领域的研究热点之一.本文从不同敏感材料类型的角度介绍了巨磁阻抗磁传感器的国内外研究现状,着重对传感器的敏感材料、结构形式、处理电路及性能做了介绍,并指出...     

巨磁阻抗检测系统

Co基非晶和Fe基纳米微晶材料中观察到巨磁阻抗效应(GMI),预期在高灵敏传感器、磁记录头和电磁测量等方面有喜人的应用前景。为了对该效应的应用和开发作进一步研究,我们自行设计和制作了一套基于单片机的GMI检测系统。测试结果表明,该系统能满足各类材料测定巨磁阻抗的要求。     

CoFe2O4涂层对Co基非晶薄带GMI效应的影响

通过磁控溅射法在Co基非晶薄带(Co66Fe4NiSi15B14)上制备CoFe2O4涂层(镀膜),在75kHz～2.5MHz频率范围内观察其巨磁阻抗效应(GMI)随外加磁场的变化。实验结果显示,在Co基非晶薄带上涂覆CoFe2O4薄膜,可以提高薄带的GMI效应,并且在频率为1.2MHz时,具有CoFe2O4涂层的非晶薄带巨磁阻抗比较无涂层薄带提高了近30%。研究发现,当趋肤效应显著时材料表面粗糙度对GMI效应有较大影响。通过在Co基非晶薄带表面镀膜的方式降低样品表面粗糙度,减小表面退磁场的影响,从而提高了材料的GMI效应。     

基于虚拟仪器技术的巨磁阻抗测量系统

Co基非晶和Fe基纳米微晶材料中观察到巨磁阻抗效应（GMI），在传感器技和磁记录技术中具有巨大的应用潜能，受国内外专家的广泛关注。为了对该效应的应用和开发作进一步研究，我们自行设计和制作了一套基于虚拟仪器技术的GMI测量系统。测试结果表明，该系统能够满足各类材料测定巨磁阻抗的要求。     

曲折结构钴基非晶薄带巨磁阻抗效应及其仿真分析

建立了曲折结构钴基非晶薄带近横向各向异性场巨磁阻抗效应的理论计算模型，通过Maxwell方程组以及带阻尼项的Landau-Lifshitz进动方程，对其巨磁阻抗效应(GMI)进行理论分析。着重讨论了曲折结构钴基非晶薄带的长度、宽度、线条间距以及工作频率和外加磁场等参数对GMI性能的影响。结果表明，在考虑非晶薄带微型化尺寸以及理想的GMI性能的情况下，曲折结构钴基非晶薄带的长度、宽度和线条间距之间存在一个比较理想的比例。根据理论计算结果，较为理想的结构参数分别为长度8 mm、间距60μm、宽度240μm，在工作频率为20 MHz的情况下，GMI比高达175%，理论计算结果为后续开展微型化薄带传感器的研制以及相关生物传感检测研究提供了一定的理论依据。     

零磁致伸缩非晶磁性传感器：磁性传感器的现状和未来（一）

介绍了几种采用零磁致伸缩非晶合金制作的磁性传感器：双磁芯多谐振荡器桥路（ＭＶＢ）磁场传感器，利用马特乌奇效应的磁场传感器，利用旋转非晶薄带的磁场传感器，非晶磁头等．还介绍了一些它们的应用：手写文字图形输入装置，电流传感器，旋转传感器，心机图．困倦度检测装置等．     

脉冲电流退火的钴基非晶带环巨磁阻抗效应

将近零磁致伸缩系数的钴基非晶薄带卷成环形后,在16kA/m横向磁场作用下,用密度为25A/mm2的脉冲电流退火30s,并由环形薄带轴线上的直流电流提供环形磁场,可以获得显著的巨磁阻抗效应.分析了巨磁阻抗效应与激励电流的频率和幅值的关系.结果表明,在低频下阻抗变化率随频率升高而增大,达到特征频率后随频率升高而减小,增大激励电流幅值有利于提高磁阻抗效应.样品在频率为5MHz、峰-峰值5mA交流电流激励下阻抗变化率达55.1%.     

基于巨磁阻抗效应的新型高灵敏度磁敏传感器

结合材料学与微电子学,利用信号的调制与解调技术,设计制作出一种基于非晶材料巨磁阻抗效应的新型高灵敏度磁敏传感器.该传感器尺寸小,为28mm×15mm×4mm;灵敏度高,达到6.5mV/μT;非线性度小于0.78%F.S.文中介绍了非晶丝的特性、传感器的电路设计和实验数据分析.     

Co68.15Fe4.35Si12.5B15非晶丝的制备及巨磁阻抗效应

非晶丝的巨磁阻抗效应可应用于微磁传感器.利用旋转水中纺丝法制备了直径为140μm的Co68.15Fe4.35Si12.5B15非晶丝,热处理后的XRD谱表明为非晶结构.在Agilent 4294A阻抗分析仪上测量非晶丝的阻抗在外磁场下随交流电频率的变化.结果显示,样品在不同频率下表现出不同的巨磁阻抗效应,频率为3MHz时,非晶丝的巨磁阻抗变化率最大为270%,对磁场的最大灵敏度达到2.06%/A·m-1.     

基于钴基非晶带GMI效应的闭环磁场传感器设计

利用钴基非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了该传感器的信号处理以及负反馈电路。通过负反馈方法组成闭环系统,提高了传感器的测量范围、线性度等性能。对传感器性能进行了测试,实验结果表明:在-260~+260 A/m磁场范围内,传感器线性度为0.57%,灵敏度为3.23m V/A·m-1,满量程输出1.68V。本传感器可应用于地球磁场、环境磁场等微弱磁场检测领域。