软磁非晶丝巨磁阻抗效应传感器研究进展与应用

基于软磁非晶丝巨磁阻抗效应(GMI)的传感器是近年来磁传感器领域的研究热点之一.非晶丝具有良好的软磁特性:如低电阻率、高磁导率、高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗以及特殊的磁畴结构等,利用其GMI效应制成磁传感器,其突出优点是微型化、高灵敏度、快速响应、高温度稳定性和低功耗.本文讨论了软磁非晶丝巨磁阻抗效应的机理,叙述了非晶丝GMI传感器的研究进展,着重对敏感材料性能及制备、GMI器件结构形式、传感电路等作了介绍,并指出了GMI目前存在的问题及将来的发展趋势.最后对GMI的应用作了展望.     

基于铁基非晶丝巨磁阻抗效应的新型磁传感器

本文叙述了利用铁基非晶丝的磁敏特性和石英晶体振荡器,设计制作了一种新型巨磁阻抗磁敏传感器,并对其性能进行了测试,实验结果表明,该传感器具有良好的性能,可以作为弱磁场探测,在地磁测量、弱电流检测等方面有良好的应用前景.     

新型非晶磁芯巨磁阻抗效应弱电流传感器

近零磁致伸缩系数的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶薄带卷制成环形磁芯,在2kA/m横向磁场作用下,用密度为25A／mm^2的脉冲电流退火30s后作为敏感元件,提出了一种利用巨磁阻抗效应制作的新型非接触弱电流传感器。磁芯采用高频脉冲电流励磁,信号处理电路由峰值检波、低通滤波及差动电路构成。分析了传感器的工作原理,对传感器信号处理电路进行了参数设计计算,对测量结果进行了分析。通过对电路参数的优化,提高了传感器的分辨力、线性度及灵敏度。     

纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器

利用纳米微晶巨磁阻抗效应研制的一种新型磁敏传感器已被开发，它与传统的磁通门、霍尔和磁电阻传感器相比具有灵敏度高、温度稳定性好、使用寿命长等优点，已分别应用于汽车测速、电喷发动机点火和其他工业自动化控制等方面。     

纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器

利用纳米微晶巨磁阻抗效应研制的一种新型磁敏传感器已被开发.它与传统的磁通门、霍尔和磁电阻传感器相比具有灵敏度高、温度稳定性好、使用寿命长等优点,已分别应用于汽车测速、电喷发动机点火和其他工业自动化控制等方面.     

纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器

利用纳米微晶巨磁阻抗效应研制的一种新型磁敏传感器已被开发.它与传统的磁通门、霍尔和磁电阻传感器相比具有灵敏度高、温度稳定性好、使用寿命长等优点,已分别应用于汽车测速、电喷发动机点火和其他工业自动化控制等方面.     

基于巨磁阻抗效应的金属磁记忆探头研制

金属磁记忆检测是无损检测技术中一种新的检测技术,该技术的关键在于拾取铁磁构件应力集中区的微弱"纯天然"磁信号.利用非晶态合金的巨磁阻抗效应制出一种新的磁记忆探头,该探头灵敏度高,性能稳定.简单地介绍了非晶态合金的巨磁阻抗效应,较为详细地给出该探头的工作原理、结构、电路设计和实验结果.实验结果表明,这种新型金属磁记忆探头对微弱磁信号的检出效果明显,达到了磁记忆检测的要求.     

基于巨磁阻抗效应的微磁传感器设计与实现

介绍了非晶带产生巨磁阻抗(GMI)效应的机理,对Co基非晶带进行了磁场后退火处理,磁阻抗比得到显著提高,为179%.在此基础上设计了一种基于GMI效应的磁传感器电路,详述了各个环节的电路设计.通过优化传感器电路相关的工作参数,改善了传感器输出性能并给出了典型结果.在常温下,非晶带激励电流频率为10 MHz时得到了非晶带...     

巨磁阻抗传感器应用研究最新进展

利用零磁致伸缩非晶丝的巨磁阻抗(GMI)效应,可制得新一类灵敏度高、响应快、功耗低、体积小的微型磁电式传感器。介绍了目前几种基于巨磁阻抗效应的传感器,包括磁场传感器、扭矩传感器、汽车交通监测系统和生物传感器等的工作原理和特性。     

内应力对玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗的影响

通过测量玻璃包覆钴基非晶丝、去除玻璃包覆层非晶丝和经直流焦耳热退火后玻璃包覆非晶丝的磁阻抗值,研究了玻璃包覆层和直流退火对玻璃包覆钴基非晶丝内应力及巨磁阻抗效应的影响。结果表明:通过处理,玻璃包覆非晶丝的GMI最大值更容易在弱磁场出现;随着淬火残余内应力的改变,导致样品壳内畴的体积增加,引起应力感生横向各向异性,从而增强GMI效应;其中经90mA直流退火的样品GMI峰值最大可达144%。     

巨磁阻抗传感器在生物检测领域的研究进展

对巨磁阻抗(GMI)效应的产生以及基于GMI效应制备的生物传感器的优势进行了简单阐述,分析了GMI生物传感器应用于生物检测的工作原理,并对GMI生物传感器的制备方法以及主要的薄膜结构对GMI比值的影响进行了综合介绍,总结了GMI生物传感器在生物检测中的应用,并重点阐述了GMI生物传感器在免疫磁珠、肿瘤标志物、细菌、病毒...     

GMI传感器的设计与性能分析

通过分析传感器工作原理,利用Co基非晶丝的巨磁阻抗(GMI)效应设计了传感器电路.选用晶振和反向器74HC04D产生频率为10MHz的脉冲电流激励,通过偏置和反馈提高了传感器的线性度和测量范围.该传感器具有灵尺寸小、灵敏度高、非接触、稳定性好等优点,可用于弱磁探测领域,如电路板的在线检测.     

FeZrBNb单层膜的巨磁阻抗效应

用高频溅射法制备了FeZrBNb合金薄膜,研究了制备条件、制备工艺对薄膜样品巨磁阻抗效应的影响.结果表明,增大薄膜的厚度可以提高样品的阻抗比,13 MHz下,厚度为10.8 μm的薄膜样品的最大纵向阻抗比为2.5％;在制备过程中加磁场可以在薄膜中感生出磁各向异性场,进而提高薄膜的阻抗比.同时,退火可以提高材料的软磁特性,增强薄膜的巨磁阻抗效应,对薄膜进行退火处理后,薄膜的纵向和横向阻抗比分别提高到1.7％和1.5％.     

纳米晶FeCuNbSiB带材巨磁阻抗效应研究

采用微机电系统(MEMS)技术,在玻璃基片上制备了单层结构500℃退火的FeCuNbSiB带材样品。在l～40MHz下,研究了带材的巨磁阻抗(GMI)效应随外加磁场强度以及交流电流频率的变化关系。结果表明:纵向、横向巨磁阻抗效应变化率(GMI值)在5MHz、1.2kA/m和5MHz、8kA/m时,分别达到最大值15.6%和10.6%。     

FeCuNbCrSiB薄膜的制备及其巨磁阻抗效应研究

采用磁控溅射方法,在玻璃基片上制备了非晶的Fe73.5Cu1Nb3Cr0.5Si13B9薄膜及三明治结构M/C/M(M为Fe73.5Cu1Nb3Cr0.5Si13B9;C为Cu)的多层膜。在频率(1~40)MHz下,研究了薄膜材料的巨磁阻抗(GMI)效应随外加磁场的变化关系。结果表明:单层膜的GMI效应较小,只有4.4%;而三明治结构多层膜的GMI效应,比单层膜有较大幅度的提高,在5MHz、120Oe下,纵向和横向GMI效应分别达–17.4%和–20.7%。薄膜材料的纵向GMI效应随外加磁场变化呈现先增后减,而横向GMI效应随外加磁场的增加而单调递减,其变化规律与薄膜的易轴取向有很大关系。     

基于巨磁电阻的地磁传感器设计

介绍一种新型地磁传感器,该传感器由单轴巨磁电阻传感器捷联构成。通过外加磁通聚集器和磁偏置技术改进GMR传感器的输出特性,使地磁场的大小位于传感器输出曲线的线性范围内。用ANSYS对永磁体的偏置磁场进行数值模拟,ANSYS能根据偏置磁场快速地确定出永磁体的相关参数。该传感器具有结构简单、灵敏度高等优点,可以较好应用于地磁场测量。     

基于PXI和LabVIEW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),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PXI和LabVIEW的巨磁阻抗测量系统.通过LabVIEW平台控制交流信号的产生和采集,由亥姆霍兹线圈提供外磁场.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,具有较好的重复性和较高的精度.     

基于GMR效应的新型生物传感器研究

制备出了结构为Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/MnIr/Ta,磁阻变化达9.2%的GMR自旋阀传感器,并用该种传感器对浓度为200 μg/mL、直径2μm的生物免疫磁球溶液进行了检测.实验结果表明,该生物传感器可以对被测生物免疫磁球溶液产生平均350 μV的电压输出信号,随着磁球溶液的继续增加,电压输出信号可以达到最大值450 μV.除去背景干扰信号的影响,由磁球产生的有效电压输出信号为300 μV.此外,交流励磁场的频率的增加也会使输出电压信号减小.     

基于GMR效应的新型生物传感器研究

制备出了结构为Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/MnIr/Ta,磁阻变化达9.2%的GMR自旋阀传感器,并用该种传感器对浓度为200μg/mL、直径2μm的生物免疫磁球溶液进行了检测。实验结果表明,该生物传感器可以对被测生物免疫磁球溶液产生平均350μV的电压输出信号,随着磁球溶液的继续增加,电压输出信号可以达到最大值450μV。除去背景干扰信号的影响,由磁球产生的有效电压输出信号为300μV。此外,交流励磁场的频率的增加也会使输出电压信号减小。     

基于GMR效应的新型生物传感器研究

制备出了结构为Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/MnIr/Ta，磁阻变化达9.2%的GMR自旋阀传感器，并用该种传感器对浓度为200μg/mL、直径2μm的生物免疫磁球溶液进行了检测。实验结果表明，该生物传感器可以对被测生物免疫磁球溶液产生平均350μV的电压输出信号，随着磁球溶液的继续增加，电压输出信号可以达到最大值450μV。除去背景干扰信号的影响，由磁球产生的有效电压输出信号为300μV。此外，交流励磁场的频率的增加也会使输出电压信号减小。