高灵敏巨磁阻抗小型磁传感器研制

利用单辊快淬法制备了CoFeNiSiB非晶薄带,经过400 A/mm2电流密度、20 ms脉冲间隔条件下的脉冲退火后具有较好的弱磁场灵敏性能.以该带材为磁敏材料,基于纵向驱动方式研制了一种巨磁阻抗(GMI)磁传感器,该磁传感器尺寸小、灵敏度高、频率响应好,±0.05 mT弱磁场范围内灵敏度可达到44.15 V/mT,在高灵敏度小型磁传感器领域具有较大的应用潜力.     

单非晶丝磁芯双绕组新型磁传感器理论与实验研究

采用旋转水中淬火纺丝法制备的钴基非晶态合金丝作为磁敏感材料,提出了一种采用单非晶丝磁芯双绕组结构,多谐振荡桥励磁,对弱磁场进行检测的高灵敏度、高线性度新型磁传感器.通过建立敏感磁芯的理想磁滞回线模型并根据电路理论及电磁场理论,推出了传感器的输出信号与待测磁场、振荡桥元件参数、线圈匝数、敏感磁芯的磁参数及磁芯几何参数的关系,通过实验证实了在传感器线性检测区域内理论结果的正确性,从而为优化传感器性能提供了理论依据.文中给出了研制的磁传感器对外磁场的检测结果.     

谐振式MEMS磁传感器接口电路设计

介绍了一种谐振式微系统（MEMS）磁传感器的接口电路,电路由驱动电路和信号检测处理电路组成。驱动电路采用直接数字频率合成器（DDS）产生磁传感器驱动信号,同时为检测电路提供同步信号;信号检测处理电路对磁传感器输出信号和 DDS 产生的同步信号进行同步解调,最终得到所需的磁场信号。最后对电路的性能和测试结果进行分析和总结。     

基于铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的位移传感器

利用铁基非晶薄带的特性研制了一种新型的非接触位移传感器.介绍了铁基非晶薄带的磁敏特性、处理方法及位移传感器电路的设计,并对传感器的特性进行了测试.结果显示:所设计的位移传感器重复性好,最大偏差为0.2973％、迟滞小,最大为0.6526％.     

基于非晶合金非对称巨磁阻抗效应的磁传感器设计

以CoFeNiSiB非晶合金薄带为敏感材料,测试分析了其软磁性能,经空气中磁场退火热处理,获得了较好的非对称巨磁阻抗效应(AGMI).以磁场退火处理后的非晶合金薄带为敏感元件,设计了AGMI磁传感器,并对其性能进行了开环和闭环测试.测试结果表明,开环条件下该传感器表现出较高的灵敏度;闭环条件下则表现出更好的线性度和更宽...     

高灵敏度弱磁传感器研究

磁传感器在生物医学、资源探测和航空航天等领域有巨大的应用价值,基于原子自旋的弱磁传感器拥有目前最高的磁场测量灵敏度。但通常的方案采用射频场调制或远离共振的激光检测,前者增加了磁力仪的线宽,而后者对激光频率的锁定带来了困难。为了解决以上问题,提出了一种基于激光强度调制和圆二向色性检测的原子弱磁传感器方案,详细描述了其工作原理和系统构成,并对原子弱磁传感器的性能进行了测试。实验结果表明:原子弱磁传感器的磁共振线宽为22 Hz,在对恒定磁场进行30 min连续测量时,峰峰值抖动小于9 pT,灵敏度达到了0.12 pT/Hz1/2。     

基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定方法

目前磁传感器多用于对静态或准静态磁场环境的测试,当被测磁场矢量快速变化时,磁传感器的动态特性成为影响其测量精度的关键因素。针对测试现场环境中难于产生标准的高频交变激励磁场源致使磁传感器动态特性无法准确快速标定的难题,提出一种基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性现场快速标定方法。首先提出并构建了一种基于带电直导线的标准宽频带磁场发生器,采用毕奥-萨伐尔定律分析了带电直导线周围磁场分布规律;其次通过在长直导线中加载典型交变激励电流,产生典型交变磁场,采用系统辨识方法实现对磁传感器动态特性标定;最后对某矢量磁传感器测量系统进行了时域、频域动态模型标定。实验表明所提出的磁传感器动态模型标定方法具有简便、快速、高效、准确的优点,便于工业现场对各类磁传感器进行动静态特性标定。     

低噪声宽频带感应式磁传感器

感应式磁传感器是频率域电磁（FEM）法中使用最广泛的磁传感器,通常由感应线圈和前置放大器组成,其中前置放大电路是影响磁感应式磁传感器性能指标的核心因素。为了增加感应式磁传感器探测深度和微弱磁场信号的能力,要求前置放大电路具有宽频带、低噪声等性能。基于磁通负反馈的原理,设计并研制了斩波前置放大器,有效抑制了感应线圈的输出噪声,使感应线圈谐振频率两侧具有平坦的幅频特性曲线,拓宽了感应式传感器的响应频带。在屏蔽室内对感应式磁传感器的性能指标进行了测试,其频带范围为0.001Hz～10kHz,输入噪声为3.75nVHz（1/2）,为感应式磁传感器在实际中的应用提供了性能保障。     

射线管道爬行器用磁传感器

介绍一种用于射线管道爬行器定位和控制的管道爬行器电磁传感器,利用低频交变磁场能穿透钢制管道壁的原理。它由位于管道外部的磁发射器和管道内部的磁接收传感器组成,磁发射器由电池、稳压电路、直流电动机和钕铁硼永磁旋转体组成,由电池经稳压供电的直流电动机带动钕铁硼永磁旋转体旋转;磁发射器在管道外表局部空间产生交变磁场,在管道内部形成漏磁场,磁接收传感器由感应线圈、限幅器、仪表放大器、检波电路、积分电路、比较电路和防抖电路组成,输出一个开关量信号供爬行器使用,经过长期大范围使用,达到了代替原来放射性物质控制的作用,定位精度满足射线透照要求。     

不同长度敏感元件的两种巨磁阻抗传感器传感性能研究

针对采用Co基非晶丝作为敏感元件的传统巨磁阻抗传感器和非对角巨磁阻抗传感器进行比较研究。改变敏感元件的长度,观察两者在直流外磁场作用下输出信号的变化规律,并讨论退磁场等因素对传感器输出信号的影响。结果显示非对角巨磁阻抗传感器具有高灵敏度,无磁滞等优点,且灵敏度随样品长度的减小略有增大,在测量弱磁场方面表现出更大的潜力,为磁敏传感器的小型化提供了一定的参考依据。     

Improved performance of the micro planar double-axis fluxgate sensors with different magnetic core materials and structures

As a classic weak magnetic field sensor, the fluxgate sensors have great potential application in many fields. This paper presents four kinds of the micro planar double-axis fluxgate sensors based on the MEMS technologies, which have different core materials and core structures. The core materials include electroplated permalloy, Co-based amorphous ribbon and Fe-based amorphous ribbon, and the core structures include single-layer open magnetic loop structure and double-layer closed magnetic loop structure. The sensor with closed double-layer Fe-based ribbon core exhibits a best sensitivity of 238 V/T due to reducing the magnetic flux leakage. The results show that the magnetic core with closed magnetic loop, high permeability and high saturation induction density will help increase the sensitivity of the micro double-axis fluxgate sensor.     

基于钴基非晶丝的数字弱磁场检测仪

介绍了一种数字式新型弱磁场检测仪。其传感器是利用对磁场具有高灵敏度的钴基非晶态合金丝作为敏感材料,并采用单磁芯双绕组结构、多谐振荡桥励磁,它是一种体积小、性能高的新型磁场传感器。设计了传感器信号调理电路及测量仪的硬件电路,并给出了实验结果。结果表明:该仪器能够检测-200~+200 A/m范围内的静态微弱磁场,在室温环境下,测试精度优于0.5%。     

宽线性GMI磁传感器的研制

用单辊快淬法制备的Fe76Si7.6B9.5P5C1.9非晶合金薄带,在540℃空气中退火后具有宽线性的磁敏特性。利用纵向驱动的方法研制一种巨磁阻抗（GMI）传感器,该磁传感器重复性好,迟滞误差小,在-0.3～＋0.3 kA·m-1范围具有比较好的线性度,灵敏度达到12.65mV/A·m-1。     

基于非晶态合金感应式传感器补偿电路的设计y

分析以非晶态合金为磁芯设计的二阶感应式磁敏传感器工作原理，根据其幅频特性曲线低频和高频段梯度大的特点，设计了该传感器低频和高频的补偿电路，得到了补偿后传感器的特性曲线。满足了天然场及人工场的测磁要求。     

一种非电耦合直流传感器的研制及应用

研制了一种非电耦合直流传感器———磁耦合传感器。该传感器主要应用磁耦合原理,当直流系统发生接地故障时,该传感器可以准确地将故障信号检测出来,故障电流的检测范围为±5mA。该传感器具有体积小、测量准确、灵敏度高、抗干扰能力强、对直流操作回路无任何影响的特点,已成功地在线运行到发电厂、变电站的直流系统接地选线之中。     

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。     

3-D磁传感器的电路设计与信号处理

研究具有倾斜传感器的三维方向磁传感器电路设计及信号处理。首先,二维磁传感器HMC1052和一维磁传感器HMC1051Z正交测量地磁场的三个分量,并将其转换为差分电压信号放大输出,电压信号分别被A/D采样存储到单片机中;其次,倾角传感器输出与磁传感器的倾角成正比的脉冲信号,脉冲信号高电平被单片机内部计数器计算出存储在单片机内;最后,单片机通过串口将数据传送到PC机进行处理和显示。文中利用传感器的复位/置位电路有效地提高传感器的灵敏度,同时还对此进行了仿真。此外,通过软件方法消除电桥偏置电压。     

A low power micro fluxgate sensor with improved magnetic core

The influence of an improved magnetic core on the micro fluxgate sensor about sensitivity and power consumption is investigated and discussed in this paper. We have fabricated the micro solenoid fluxgate sensors based on the MEMS technologies, with the electroplating permalloy cores, which are easy to process and used in common; and the amorphous soft magnetic ribbon cores, which have better soft magnetic performances but be hard to be integrated, respectively. Four magnetic core structures are designed, including rectangular structure, unequal width rectangular structure, multi rectangular ring structure and spiral structure. Spiral structure can improve the performances of the fluxgate sensor significantly, both sensitivity and power consumption. The micro fluxgate sensors with the amorphous soft magnetic ribbon cores are promoted in all aspects than those with the electroplating permalloy cores, including ultra low power consumption of 2.4 mW with unequal width rectangular structure, and high sensitivity of 118 V/T with rectangular structure in wide linear range of 0–800 μT.     

A2PI型磁场传感器的非线性数学模型

本文在介绍Ａ＾２ＰＩ型磁场传感器原理的基础上,从剖析其电磁转换过程入手,利用等效电路对其暂态过程进行分析,建立该传感器的非线性数学模型。通过详细深入的数学分析和推导,得到非晶态合金在高频下的非线性磁导率的解算方法,从而解决数学模型的非线性问题。