数字补偿式巨磁阻抗传感器设计

地磁环境下弱磁信号的检测要求地磁传感器具有灵敏度高、工作范围宽的特点,非晶丝在高频交流激励下具有阻抗变化率高的特点,宜于用来作地磁传感器.但非晶丝线性工作区较短,不能完全覆盖地磁场范围,通过采用数字补偿技术可以补偿大部分地磁场,使传感器工作于非晶丝的线性区,提高了传感器的灵敏度,扩展了传感器的工作范围.通过测试,采用数字补偿技术的巨磁阻传感器灵敏度为71. 133μV/nT,工作于-61 750. 8~73 774. 8 nT,与被测磁场的最大误差为2. 45 nT.     

新型磁阻传感器在地磁场测量中的应用

简要介绍了一种新型高灵敏度磁阻传感器的工作原理和使用方法，并利用它测量了地磁场的主要参量，实验结果表明，用该磁阻传感器测量地磁场，测量方法实用性强，精确度较高。     

三维磁阻式电子罗盘的研制

利用三轴磁阻传感器和两轴倾角传感器研制三维磁阻式电子罗盘.三轴磁阻传感器HMC1043测量地磁场的3个分量,倾角传感器SCA100T测量罗盘的翻滚角和俯仰角,2只传感器的信号经过电路处理后传入单片机中,再通过RS-232接口输入到计算机进行计算处理,计算机终端采用VC编制的界面来显示罗盘的方位角和翻滚、俯仰角.系统采用了低功耗的置位/复位电路来保证磁阻传感器的灵敏度.最终电子罗盘的方位角精度达到0.5°,方位角分辨率达到0.1°.     

基于磁阻传感器的铁磁体探测系统设计

简要介绍了铁磁体在地磁场中的模型,针对磁异信号的检测,设计了一种基于各项异性磁阻传感器的三轴测试系统。硬件电路主要包括：磁阻传感器、置位／复位电路、信号调理电路、A／D转换电路及控制电路。该系统由Honeywell公司HMC1001和1002组成三轴测量传感器,利用FPGA作为控制器实现对磁异信号的采集。试验结果表明,系统能够对移动目标铁磁体进行有效检测,并可达到较高的检测精度。     

基于GMR传感器的Zig Bee无线车辆检测系统设计

设计了一种基于巨磁阻(GMR)传感器的Zig Bee车辆检测系统,利用高灵敏度的GMR传感器采集道路上经过车辆对地磁场的扰动信号,然后通过检测节点对采集的数据进行打包处理,并通过Zig Bee无线网络系统将数据传输给上位机。实验表明:该系统检测工作稳定可靠,且节点尺寸小,无需布线,易于安装。     

基于改进Levenberg-Marquardt算法的地磁矢量校准方法

三轴磁传感器误差校准的椭球拟合方法通常要先求得椭球参数,再通过矩阵分解才能得到误差校准参数,这将导致误差校准参数存在无穷多解.为解决此问题,提出了一种基于改进的Levenberg-Marquardt(LM)算法的地磁矢量校准方法.首先使用质子磁传感器提供地磁场真值,利用改进的LM算法直接求解三轴磁传感器误差校准参数,然后利用加速度计测量恒定重力场作为辅助信息校准三轴磁传感器和加速度计坐标系之间的非对准误差.仿真结果表明,本文提出的方法可以使得三轴磁传感器测量地磁总场的均方根误差减小两个数量级,测量地磁分量的均方根误差减小一个数量级;实验结果表明该方法能够大大提高三轴磁传感器测量精度,最终获得加速度计坐标系下的高精度地磁场矢量.     

倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法

针对仿生偏振光-地磁-GPS的多信息源融合导航平台中的地磁导航需求,设计一种基于磁阻技术的补偿式三维地磁传感器系统.详细介绍了三维地磁传感器的原理、设计方法,分析了影响传感器精度的误差来源,并有针对性地进行了误差分析与补偿方法的研究.本传感器可实现航向角、俯仰角以及横滚角的动态实时测量,为多信息源融合下的自主导航系统提供一种精确有效的地磁导航辅助信息.     

基于磁阻式传感器的引信转数测量方法

在分析地磁场特点基础上提出利用磁阻式传感器进行转数测量的方法,推导出磁阻式传感器输出信号为弹体转角的正、余弦函数关系式,设计了相应的信号调理电路及数据存储测试系统,给出了系统软件框图。对调理后的电压信号波形计数即可准确获得弹丸的转数,为旋转弹丸引信炸点精确控制提供了依据。     

各向异性磁阻传感器在地磁探测中的应用

为验证各向异性磁阻传感器在地磁探测过程中的灵敏度和精确性,基于各向异性磁阻传感器的工作原理,利用霍尼韦尔Hmc1001型磁阻传感器分别对地表裸露金属物、地下埋藏金属物以及地下未知管线进行了探测实验.实验表明,各向异性磁阻传感器提高了同类探测的精度,对地下可疑物进行相关探测行之有效.     

基于巨磁阻效应的电流传感器研制

通过叠合两个巨磁阻芯片构成差分式巨磁阻组件.差动结构能够改善电流传感器的零偏电压,抑制温度漂移.同时引入反馈电路构成闭环系统,有效地提高了传感器的输出线性度,因此提高了电流测量精度.分析了传感器的工作原理,给出了系统闭环传递函数,并进行电路仿真和有限元仿真,分析验证方案的合理性.制作了样机,实验结果表明,所研制闭环结构...     

巨磁磁场传感器中噪声研究

巨磁电阻（GMR）材料可应用于弱磁场高灵敏度磁传感器,由于用GMR材料制成的集成化传感器存在较高的巴克豪森噪声,影响了集成化传感器系统的分辨率和稳定性、限制了它的应用。为了控制GMR传感器的巴克豪森噪声,我们从磁性材料、磁性结构及偏磁技术等方面研究了产生巴克豪森噪声的原因,提出了抑制巴克豪森噪声的方法。     

A micro-array bio detection system based on a GMR sensor with 50-ppm sensitivity

Bio detection is widely utilized in hospitals and laboratories. However, conventional bio detection methods suffer from long detection time, complex operation, and low sensitivity, and these issues prevent their use in point of care testing (POCT) applications. Microelectronic bio detection methods are proposed to overcome these issues. Bio detection based on a micro-electronic technique allows easy integration of a system, leading to a fast detection speed and simple operation. In this work, a fully microelectronic bio detection system including a sensor design, a read-out strategy, and data processing is proposed based on a GMR biosensor. A GMR sensor chip is designed and different passivation layer thicknesses are tested to improve sensitivity. A 40 nm thickness passivation is realized to produce the largest response without oxidization and breakdown. In order to integrate the read-out circuit and simplify operations, a 4-channel read-out biochip is designed and fabricated, and this exhibits a super-low output noise corresponding to ?116.84 dBm/Hz at the operation frequency. This means that the noise only approximately corresponds to the signal level of five magnetic nanoparticles with a diameter of 200 nm. A reference sensor is also utilized to cancel the unwanted signal and reduce common-mode noise and error to improve sensitivity. Measurements indicate that 90% suppression is achieved. The measurements also reveal that a sensitivity of 50 ppm is achieved with the proposed GMR bio detection system.     

基于巨磁电阻传感器的磁珠检测方法

根据多层膜巨磁电阻(GMR)传感器检测速度快、灵敏度高、仪器易于小型化的特点,比较了不同磁场激励方式与输出信号处理方法,采用电桥电压与激励磁场双调制的检测方法,提高了传感器的信噪比,实现了微米磁珠的定量检测和纳米磁珠的定性检测.     

一种新型磁阻式传感器在漏磁检测中的应用

与传统的磁性传感器相比,巨磁阻传感器具有灵敏度高、可靠性好、测量范围宽、体积小、价格低等优点。随着纳米技术的发展,巨磁阻传感器必将成为这些传统磁性传感器的替代品。介绍了巨磁阻传感器的原理及其在缺陷漏磁信号检测中的应用,表明采用巨磁阻传感器的检测系统可以检测到管道壁上的微小缺陷。     

基于模糊神经网络的智能巨磁电阻传感器设计

在清华大学微纳器件和系统实验室制备了一种高性能的巨磁电阻(GMR)自旋阀.因为该GMR磁传感器的输出呈高度非线性,不利于后端客户的应用,所以设计了一种用于线性校正用途的模糊神经网络(FNN),并以此构建了智能GMR磁传感器系统,通过Matlab仿真试验验证了该方法的有效性.最后,讨论了单芯片系统(SOC)实现该智能GMR磁传感器的可行性,为进一步的系统集成提供了理论基础.     

基于自旋阀的GMR 线性传感器的制作

利用退火技术制作出自旋阀型GMR线性传感器,传感器矫顽力低于0.01Oe,具有良好的线性,电阻条的宽度与传感器器线性范围和灵敏度直接相关,随着条宽减小,传感器器的线性范围增加而灵敏度降低,实验和理论计算的结果一致.     

高磁阻材料在磁场传感中的应用

从１９８８年法国科研人员首次发现高磁阻效应以来,由于这些材料的高灵敏度,良好的温度稳定性和在较大测量内优异的线性,已在磁场测量及其它领域中获得了广泛应用。本文主要介绍高磁阻材料几种结构及其在磁场传感器中的应用。同时还将这种材料与传统磁场测量技术做了比较。将传感器和信号调理及输出电路集成在一起的集成高磁阻传感器,使高磁阻技术得到了进一步应用,本文也做相应介绍。     

微型航姿系统中磁传感器温度漂移补偿研究

研究了微型航姿系统中地磁传感器的温度特性,根据地磁传感器噪声的频谱特性,设计了带阻数字滤波器;基于地磁传感器测量原理分析传感器输出电压随温度变化的规律,利用多项式相消的方法建立磁传感器温度漂移误差的实时补偿模型,并应用于微型航姿系统的磁航向解算。多次试验结果表明:地磁传感器零偏模型具有良好的重复性,实时温度漂移误差补偿模型可以有效地补偿地磁传感器引起的温度漂移误差;缩短了系统的预热时间,提高了系统输出的磁航向精度。     

地震波、空间磁变及预警研究

介绍了一种基于巨磁磁阻GMR效应的高灵敏度三维加速度传感器和相关的磁传感器构成的惠斯通电侨电路组成的探测系统,通过对地震波波相及其空间磁变现象进行实日寸监测,根据地震发生前及发生过称程中空间磁场突变特征,予以提前预警,预警时间可提前到10-25min。从震动和磁变两方面对地震进行实时监测,大大提高了探测及预警的准确度。