新型高灵敏度低功耗的磁场传感器设计与模拟

提出了一种用于微弱磁场检测的新型MOEMS磁场传感器结构,包括MEMS微扭转敏感结构、磁性敏感薄膜和光学检测部分.文中分析了器件的磁敏感原理和光学检出原理,给出了器件的结构参数、模态分析和综合设计考虑,并利用Matlab进行了解析计算,通过ANSYS进行了模拟仿真分析.分析结果表明:通过双光纤准直器和光电探测器监测微扭转镜面的扭转,该器件可以实现60nT的磁场探测,其探测灵敏度可以达到0.6dB/μT.     

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%。     

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。     

T-形磁通集聚器磁场放大特性及影响因素研究

针对微型磁传感器对弱磁场测量灵敏度低的问题,利用软磁材料对外磁场的集聚放大作用来提高磁测系统的灵敏度。重点针对T-形磁通集聚器的轴向磁场放大特性及影响因素进行了分析,并设计了相应的磁通集聚器并进行试验测试。试验表明所设计的T-形磁通集聚器具有很好的磁场线性放大作用,可用于提高弱磁场的测量精度。磁力线在磁通集聚结构内部流动的过程中发生了磁通泄漏现象;T-形磁通集聚器对外部磁场放大了约21倍;磁通集聚器的相对磁导率及空气间隙与外部磁场的放大倍数都呈非线性的关系,结构的长宽之比与外部磁场的放大倍数呈单调递增关系,结构厚度对其几乎没有影响。该研究结果能够为磁通集聚器结构设计及优化方面提供一定的参考价值。     

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。     

可检测不同金属的传感器

图尔克公司推出一款可检测不同金属的新型传感器。该传感器的技术与电感式接近开关相同,基于涡流原理：当一个电导体在一个变化的磁场内,或者这种类型导体在磁场中移动,这个导体将会感应出电压,从而产生涡流。它会相对产生一个磁场反作用于原磁场。它的体现是线圈的阻抗,并且可以通过传感器输出电压的变化测量出来。     

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.     

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。     

一种可用于管道爬行器的静磁场型定位系统

介绍了管道爬行器的机关报定位系统-静磁场型定位系统,该定位系统由磁铁、霍尔传感器和信号处理与识别电路组成,它是利用管道外面的强磁场在管道内形成的漏磁场来产生定位信号,这种定位系统定位精度高,安全可靠,操作简便,成本低廉。     

基于CoFeNbSiB非晶丝巨磁阻抗效应的新型磁传感器

本文利用CoFeNbSiB非晶丝的巨磁阻抗（GMI）效应制作了一种新型微磁场传感器。该传感器尺寸小,灵敏度高,反应速度快,且不需要预热。文章中具体介绍了非晶丝的特性、传感器的硬件及软件设计。     

一种非接触型位移传感器的研究

介绍了一种基于磁场测量原理的非接触型直线位移传感器,该位移传感器采用强磁性金属膜磁敏电阻器作为敏感元件,通过测量磁场强度随位移的变化,实现物体位移的非接触测量。详细介绍了传感器的结构、测量原理,并进行了传感器的标定实验。该位移传感器具有结构简单、信噪比高、重复性好、精度高、可实现非接触测量,可广泛应用测量环境恶劣,且要求较高精度和可靠性的场合。     

基于GMR的可辨向齿轮转速传感器的研制

设计了一种可辨向的巨磁阻（GMR）齿轮转速传感器。该齿轮转速传感器同时利用两路巨磁阻芯片作为敏感元件,分别采集并处理在齿轮转动过程中引起的磁场扰动信号,然后通过单片机对这两路信号进行运算处理,即可获得齿轮转动的速度及方向。所研制的可辨向巨磁阻齿轮转速传感器具有高精度、测量间隙大、便于使用等特点。     

磁光/涡流检测中磁光传感器的磁光效应分析

运用数学物理方法解释了自然旋光性 ,同时在量子力学和经典电磁场理论的基础上对磁光 涡流成像技术中的法拉第磁光效应作了详细研究 ,得出了有参考价值的部分结论     

一种测量静态磁场的光纤传感仪

所述的传感仪根据Ｍａｃｈ－ｚｅｈｎｄｅｒ干涉仪原理制作．传感臂和参考臂由两条单模光纤构成，传感臂的光纤上粘合了一段磁滞伸缩材料作为传感头，一个频率为ω０的偏置磁场施加于传感头上，当被测静态场与交变的偏置场共同作用于传感头时，磁滞伸缩材料所产生的纵向应变将导致光纤中的光相位发生变化，利用相位探测装置和锁相放大器就可测出未知场的大小，本系统可探测的最小静态场为１０－６（Ｏｅ／ｍ）。     

Temperature sensor using ferrofluid thin film

A brand new design of temperature sensor using ferrofluid thin film is proposed in this paper. When magnetic field parallel to the plane of the ferrofluid thin film is applied, magnetic chains form in the same direction of the magnetic field, which results in the suppressing of optical transmission. It is observed that the optical transmission is changed by the ambient temperature, so that temperature sensor can be constructed by measuring the transmission power of a laser. The physics and the sensitivity of the temperature sensor are also analyzed.     

基于InSb-In磁阻元件的液体流量开关设计

介绍了一种用InSb-In共晶体薄膜磁阻元件制作而成的液体开关。此种液体开关是利用液体流动时的冲击力推动置于液体管道中的涡轮转动。该涡轮由磁钢材料制作,当转动的涡轮叶片靠近InSb-In共晶体薄膜磁阻元件时引起其阻值的变化,进而产生交变信号。经过对信号的处理,最后送入单片机进行计数,当脉冲频率低于某一设定值或高于某一设定值时,通过单片机输出高电平,起到报警的目的。本流量开关是基于四分管设计,其监测的流量范围为1.5~8.4 L/min。     

TMR效应在时栅传感器中的应用

现有时栅主要还是利用变耦合系数变压器的原理,采用缠绕感应线圈于测头上的方法来提取测头与齿之间磁耦合系数变化的信号。但实验表明：这种方法所提取到的电信号相对较弱而且检测距离极小。为了解决上述问题,又提出一种基于隧道磁阻（ TMR）磁性隧道结的信号提取方法,TMR是一种对于微弱磁场变化有着极高灵敏度的磁阻效应,在实验中通过这种方法取得了良好的效果,提高了检测距离以及信号幅值。     

基于偏磁薄膜矫正的直流光学电流传感器设计

针对高压输电中直流的检测,提出一种基于偏磁薄膜矫正的直流光学电流传感器.偏磁薄膜固定磁场在石榴石材料中的方向提高了传感器测量精度,采用偏振计直接检测偏振角的方法消除了偏振面预偏角度误差对测量系统的影响.对传感器实现直流检测进行理论分析,设计了传感器的光路结构,并使用传感器进行直流检测实验.结果表明：该传感器能兼顾灵敏度和测量范围的需要且测量输出线性度高,线性拟合度为0.999 53,多次测量重复性好,误差小于0.4％.     

新型透射测量技术在泥沙含量监测中的应用

基于光学透射原理设计研发的泥沙含量测量系统采用整体浸没式测量,具有量程大(0.001~100 kg/m3 ), 测量精度较高(误差在 ±6% 以内),响应时间短(＜ 5 s)和网页实时展示数据等特点,能够满足特定河湖区域泥沙含量的测量需求。详细介绍整套系统的测量原理和构成。通过比对实验验证该技术在实际运用中的精度较高,测量值与真实值的相对误差能够达到 6% 以内。这项技术可以作为一种新型量测手段代替人工取样方法运用于泥沙含量测量。这套系统现已部署于江苏省沭阳水文水资源监测中心新沂河测量断面,进行泥沙含量的 24 h 在线监测。在实时监测过程中在线监测结果定期和人工取样结果进行数据比对,两者误差在 6% 以内。并且利用系统进行多点测量,研究泥沙含量在不同深度下的历时变化曲线,绘制测量断面的垂向泥沙含量剖面曲线。     

弹性波硬度传感器的设计应用

介绍采用磁弹性波检测材料硬度的一种新技术 ,采用该技术可实现在线、无损、便携测量 ,测量时间短 ,准确度高等特点