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.     

一种高灵敏度的开关型CMOS霍尔磁场传感器

介绍了一种基于CSMC 0.5μm CMOS工艺设计的高灵敏度集成开关型霍尔传感器.该传感器包括一个十字型霍尔器件和一个采用动态失调相消技术的信号调理电路.通过优化霍尔器件的结构和采用一种新型的信号调理电路,使霍尔传感器得到很高的灵敏度.TCAD器件仿真和Cadence电路仿真表明:在3V的工作电压下,该传感器能检测最小2mT的磁场,输出标准的数字信号,并能消除霍尔器件内部高达6mV以上的失调电压.     

差动变压器内部磁场测试系统的研究

介绍了一种磁场测试系统,通过在差动变压器的绕组骨架上嵌入霍尔传感器,构建以霍尔传感器,信号调理电路,PCI-1711数据采集卡和虚拟仪器开发软件LabVIEW为主体的数据采集系统。该系统通过对霍尔传感器输出信号的实际采集和信号处理,得到差动变压器铁芯的径向磁场分布。针对差动变压器的参数使用Magnet软件建立了仿真模型,并仿真差动电压器磁场分布,从而验证该测量方法是可行的,测量结果是正确的。     

新型高精度水位传感器性能测试系统

设计了一种新型的谐振式水位传感器性能的测试系统,系统的最终目标是测得被测传感器的特性曲线,并以此来判断传感器的性能达标情况。系统以ADμC812作为主控制器;硬件电路主要包括水位高度压力值测量电路、谐振频率的测量电路及气室进气口开闭的控制电路。系统的核心在于采用了一种新型的频率测量方法及数值处理方法来到得传感器的特性曲线,本系统彻底消除了传统传感器检测仪的低精度、高误差的特点,大大提高了系统测量的可靠性和精准度。     

基于纳米晶合金的宽频差分式磁场传感器的研究

介绍了一种基于纳米晶合金的差分式交变磁场传感器结构,给出了传感器磁芯的长径比与有效相对磁导率的关系曲线.为扩展传感器工作频带,对线圈模型的幅频与相频曲线进行仿真,并根据仿真结果设计了补偿电路.所设计传感器标定后的结果表明,该传感器可以在1 Hz-10 kHz较宽频率范围内保持平坦的灵敏度曲线,可以满足工程中弱磁场探测的需要.     

基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器

为改善磁流体动力学角速度传感器输出信噪比,提高传感器的测量分辨力,提出了一种基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器,采用交变磁场作为载波信号对输入传感器的角速度信号进行调幅,设计了磁路、μＶ级微弱信号预处理电路和数字相敏检波系统。仿真与实验结果表明设计的磁路能够产生幅值恒定的交变磁场,磁感应强度有效值和均匀性满足传感原理需求,电路仿真结果表明预处理电路可有效规避低频噪声干扰,数字解调系统提取信号后,信号频率误差小于0.6％,幅值误差小于0.15％。     

新型线圈发射器的电磁场仿真分析

电磁发射拥有许多化学发射不可比拟的优点,近年来受到各国的广泛关注。传统发射器需在线圈内部加装位置传感器,这使得线圈磁场分布不均且结构复杂。该文基于电磁感应原理,设计出了新型线圈发射器模型,该模型利用线圈外部的传感器来控制电路放电时间,克服了传统结构的缺陷。借助SIMPLORER和Maxwell仿真软件对发射器的主体电路和线圈磁场进行分析,得到了磁场中弹丸的静态和动态特性曲线。仿真结果验证了该新型发射器的作用机理,并得到了四级发射器模型的结构参数。该新型发射器可把30g弹丸加速到12.00m/s。结果表明该新型发射器结构简单、线圈内部磁场分布均匀,大大提高了模型的发射效率和系统的稳定性。     

基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路

为了提高磁场测量精度,提出一种基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路。该电路由前置放大器、开关同步检波、积分电路和闭环反馈电路组成。首先通过选取较小的前置放大器增益,以降低对传感器输出噪声的放大;然后利用积分器对放大后信号进行积分,得到积分电压;最后,将积分电压进行V/I转换,并将电流接入HMC1001偏置电流带,实现闭环反馈,以抵消外部待测磁场,当电路平衡时,传感器工作于零场,积分输出电压正比于待测磁场。与开环结构对比实验结果表明:在相同的灵敏度条件下,闭环式信号调理电路噪声功率谱密度为40 pT/√ Hz @1 Hz,并且与开环式的信号调理电路相比,它的输出信号信噪比提高了15.55 dB。     

一种新型非晶态合金磁场传感器的设计与优化􀀁

本文介绍了一种新型的非晶态合金磁场传感器的设计与优化。此传感器基于脉冲感应原理，采用双线并绕反向串联的双线圈结构，并通过加入负反馈线圈和偏磁线圈来改善传感器的特性，使其线性度、灵敏度和动态范围都有了较大的提高，在磁场检测领域具有一定的实用价值。     

伺服动力装置用霍尔型转速传感器的研制

为精确测量伺服动力装置变量柱塞泵的转速,为其设计了一种小型化、高灵敏、抗干扰、高可靠、宽温域的霍尔型转速传感器;针对电感式转速传感器对较低转速测量不灵敏、易受磁场干扰等缺点,提出了一种霍尔型转速传感器的设计方法:利用霍尔电路对磁场信号反应灵敏的特性,另外在转速变换电路中配合以较高的阈值电压,使其具有灵敏度高和抗干扰能力强的特点;并结合整体任务要求,对其进行了小型化设计、宽温域材料选用及元器件的降额设计等措施;经试验验证,霍尔型转速传感器可以精确测量电机全量程(从低到高)的转速,灵敏度不随转速的变化而变化,且不受外界磁场的干扰,参数性能满足整体要求,具有广泛的应用前景。     

基于非晶带巨磁阻抗效应的新型弱磁场传感器

利用短时矩形脉冲电流对近零磁致伸缩系数钴基非晶态合金带进行退火处理,得到约114%的巨磁阻抗变化率.同时利用CMOS多谐振荡电路产生窄脉冲电流序列对前面处理过的非晶带进行激励,制作成灵敏度高、稳定性好、功耗低的弱磁场传感器.对传感器的工作原理进行了分析,并设计了信号处理电路.该传感器可应用于对弱磁场的检测.     

基于各向异性磁传感器的车辆检测技术

提出了一种采用各向异性磁阻传感器（AMR）进行车辆检测的方法,该方法具有不受温度、风雨等自然条件影响的优点.文章给出了实际测量电路,进行地球弱磁场下车辆检测试验.实验数据表明AMR传感器应用在停车场车位检测等领域具有一定的优势.     

微弱应变测量传感器设计及应用

通过对现有磁致伸缩系数测量方法的分析,提出了一种非平衡电桥法测定磁致伸缩系数的新方法,并设计制作了微弱应变测量传感器,获得了温度在295 K时铁—镓(Fe-Ga)合金材料在0~60 mT磁场中的关系曲线,并建立了磁致伸缩系数与磁场的关系公式.实验结果表明:传感器能够稳定和精确地获取磁致伸缩系数,为精确测量磁致伸缩材料在磁场中的变化特性开辟了新途径,在一定程度上,解决了当前实验仪器研究中存在的超微弱信号极难测量和稳定性的问题,为以后相关仪器的研究提供了范例,可作进一步推广.     

交变磁场测量的研究进展

通过对磁场的种类和相关测量理论及方法分析,归纳了当前国内外交变磁场测量方法以及测量传感器和仪器的研究现状。针对医疗仪器等行业的需求,指出中频强磁场和空间点磁场测量方面的一些难点和取得的进展,介绍了最新研发的中频强磁场测量仪。最后分析了磁场测量技术的发展趋势,随着磁场测量应用的范围和各种要求的提高,测量磁场的频率、强度和空间分布变得越来越重要。     

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。     

一种平面四轴向磁通门传感器的设计

设计了一种新型的四轴向磁通门传感器,可测量铁磁性目标经过时产生的磁异信号在四个轴向上的变化情况,通过各轴间的相关性即可判断出目标的运动方向。结构中将四个三端式磁通门探头单元相间45°摆放,使得传感器的任一侧都有四个磁场强度分量的输入,结合分时激励的方法,与传统磁通门传感器相比,其具有电路简单,灵敏度高、稳定性好、功耗小等优点。经实验表明,该传感器方向识别正确率可达85%以上,能够较好的应用于安防及侦测领域中对目标运动及其方向的监测。     

Chopping of a weak magnetic field by a saturable magnetic shield

A method for measuring a weak magnetic field with a Hall sensor is described. This method consists of chopping the magnetic field to be measured with a magnetic shield surrounding the Hall sensor. The magnetic shield is periodically driven into saturation by means of an excitation coil. Thus, the Hall device is alternately exposed to/shielded from the d.c. or slowly varying external field to be measured. During the time intervals when the magnetic shield is saturated, the external field passes and is detected by the Hall sensor. When it is not saturated the Hall sensor is shielded from the external field. This chopping method yields a magnetic measurement unaffected by 1/ƒ noise and offset errors of the Hall sensor, therefore improving its detectivity.     

YBa_2Cu_3O_(7-y)的磁敏特性

本文使用YBa_2Cu_3O_(7-y)块试制了高T_c超导磁敏元件.研究了电极对磁敏元件输出的影响,及液氮温区磁敏元件的输出电压与磁场的关系.研究结果表明高T_c超导磁敏元件在弱磁场下有较高的灵敏度,有可能在弱磁场检测方面得到应用.     

一种检测薄膜型InSb-In磁阻元件灵敏度的便捷方法

本文设计了一种检测方法,它提拱精确可控制、且在一定的条件下磁感应强度的大小是稳定的磁场,同时设计了一种低噪声的放大电路对磁阻元件的输出进行测量.利用这个装置,可以精确地测量薄膜式InSb-In磁阻元件的灵敏度.本文检测并讨论了磁阻式Insb-In磁阻元件在一定的磁偏置的条件下,外加磁感应强度B与磁阻元件的电阻值的变化率间的关系,从而提出了一种精确、便捷的薄膜型InSb-In磁阻元件的测量方法.