结构参数对各向异性磁电阻(AMR)磁场传感器性能的影响

采用磁控溅射工艺制备NiFe合金薄膜,通过电子束蒸发制备Barber电极,获得了各向异性磁电阻(AMR)线性磁场传感器。通过材料芯片技术,系统研究了图形化的NiFe薄膜宽度、厚度以及Barber电极角度、间距等因素对传感器性能的影响。测试结果表明,在设计的工艺条件下,NiFe薄膜宽度为36μm、厚度为28 nm、Barber电极角度为40°以及电极间距为10μm时,该磁场传感器在磁场范围为±5 G内灵敏度最大,达到1.17 mV/(V·G)。研究工作为进一步发展基于AMR效应的角度及磁场传感器芯片提供参考。

基于AMR传感器的车辆检测算法

深入研究了各向异性磁阻(AMR)传感器的数据采集原理和特征波形向量提取方法,提出了一种基于AMR传感器的车辆检测算法:自适应状态机的车辆检测算法。该算法可以自适应地更新阈值和基线,利用状态机,达到对车辆的准确和高效的检测。可以用于检测道路交通车流量,也可以应用在大型停车场的车辆诱导系统。

基于AMR传感器的行驶车辆检测分类算法

深入研究了各向异性磁阻(AMR)传感器的数据采集原理及特征波形向量提取方法,提出基于AMR传感器及加权欧氏距离的车辆分类识别算法。道路车辆检测实验数据显示,与感应线圈车辆检测法及视频车辆检测等方法相比,该检测方法基本不受环境路况天气等外在因素的影响,满足长期稳定精确等车辆检测的要求,同时在性能、成本、寿命、实时性、维护和升级等方面整体上有较大的优越性。

AMR电子罗盘的设计及其误差补偿

该文介绍了磁阻式电子罗盘的工作原理,设计了一种利用磁阻传感器和加速度计测定航向角、俯仰角、侧滚角的电子罗盘测量系统。在分析电子罗盘误差形成的基础上,提出了相应的补偿方法。实验结果表明,利用这些补偿方法,可有效的减低由制造和安装等所引起的误差。同时,这种补偿方法也适用于其它3轴传感器系统。

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。

基于AMR传感器的车辆检测系统设计研究

车辆检测技术随着社会经济与科学技术的不断发展而不断完善,目前在解决交通问题中,车辆检测技术取得了一定的成果。为了更好的完善强化车辆检测技术,本文对车辆检测系统设计进行了研究,探究AMR传感器在该系统设计中的具体应用。经研究发现,基于AMR传感器的车辆检测系统能够通过探测车辆对地磁铁的干扰,结合相关的技术实现车辆的检测。AMR传感器在车辆检测系统设计中的应用研究给我国车辆检测技术的发展提供了帮助。

AMR磁传感器横轴效应两种补偿方法的对比研究

对三轴各向异性磁电阻(AMR)磁传感器横轴误差的旋转补偿法和非旋转补偿法进行对比分析,结果表明:旋转补偿法的偏差为0.002,非旋转补偿法的偏差为0.004;旋转补偿法的精度比非旋转补偿法的精度提高了将近一倍。

基于AMR传感器和Zig Bee技术的车辆检测器设计

根据车辆经过而引起地球磁场扰动这一现象,应用AMR传感器和Zig Bee技术,设计一种放置于交通路口的车辆检测器,该车辆检测器具有安装简便、可靠性高等优点。设计给出磁阻传感器检测原理、测量电路的设计、无线收发模块的软硬件设计及实验结果。经实验证明:该车辆检测器可以准确实时获得各种交通数据(包括车流量、车速度、车辆密度、车头距离、占有率等),是智能交通系统(ITS)中最重要的交通数据采集设备之一。

基于AMR磁阻传感器的车位检测装置

目前,智能停车场建设迫在眉睫,而车位检测是其实现的重要一部分.传统的车位检测方法如超声波检测、红外检测,环形线圈检测等存在易受到外界环境干扰、造价成本高,安装不方便等缺点.为此本文设计了一种基于磁阻传感器的车位检测装置,它利用磁阻传感器的将车位信息通过ZigBee网络传递到上位机平台显示.该检测装置体积小、功耗低、可靠性高、灵敏度高,安装简便.

基于AMR双向阵列的配电网零序电流检测方法

配电网发生单相接地故障时,由于故障电流较小,现有装置无法准确采集故障电流信息,因此提出了一种补偿电磁干扰的零序电流检测方案,以提高零序电流测量精度.该方法采用3个由AMR双向阵列组成的电流传感器,利用每个阵列采集的三相电流合成零序电流.首先建立了测量电流的数学模型,通过Matlab数值模拟确定了传感器阵列的布置位置,并基于此提出零序电流测量方案;然后利用Simulink建立了10 kV小电流接地系统仿真模型,分析该方案的零序电流测量误差;最后通过不同方案试验数据的对比,验证了该方案的准确性.理论分析与仿真试验结果表明该方法能够有效、准确地检测零序电流.

AMR薄膜弱磁场传感头的优化设计

镍铁基合金薄膜是各向异性磁电阻传感器常用的传感材料,基于光刻工艺的弱磁场传感器的灵敏度与传感头的图形设计有关,传感头磁电阻图形的优化设计可以使薄膜具有更好的各向异性磁电阻效应。在研究了基于光刻工艺的弱磁场传感器基础上,为了提高弱磁场的测试灵敏度,结合具体的光刻工艺对传感头的磁电阻图形作了优化设计。结合对具体的材料分析阐述了设计原理,给出了设计对灵敏度和输出产生的影响。

基于AMR传感器SET/RESET功能的磁场精确测量技术

针对惠斯通电桥形式实现的四端式AMR传感器存在电桥偏置,在磁场测量的过程中其输出信号经放大采集时出现饱和截止的问题。该文提出一种基于AMR传感器SET/RESET功能的磁场精确测量方法,该方法通过置复位脉冲激励的双端输出翻转补偿,抵消电桥偏置,补全单端截止的输出。实验采用现在标定精度最高的最小二乘椭球拟合标定算法,对AMR传感器进行标定,通过对比椭球拟合图的完整性来评价方法的可靠性。该方法解决传感器的输出受限,拓展传感器的应用环境,满足高精度磁场测试领域,由于只在算法层面进行数据补偿,避免硬件操作,方法简易,具有一定的实用价值。

微型电流传感器AMR探头芯片研究与测试

随着电流传感器在航天器的大量应用,电流传感器的测量精度和尺寸成为了航天器研发的重点。传统的电流传感器主要分为电阻直接测量的分流器和霍尔电流传感器:电阻直接测量方式无法实现电隔离,电阻的失效会断开被检测电流回路,而且采样电阻的精度直接影响到测量的最终精度。而霍尔效应原理电流传感器虽然使用磁隔离测量方式,但体积较大。随着电流传感器的应用场合越来越多,直接影响到了航天器单机设备的体积和质量。在整个传感器设计中,探头芯片的性能决定了传感器的性能。文中基于AMR探头芯片,提出了Barber电极的设计方案,并制作AMR惠斯登桥式电路,采用梯度测量方式提高探头抗干扰能力。通过对AMR探头芯片进行测试,并对结果进行记录和分析。测试结果表明,文中设计的探头芯片的线性度绝对值优于1%,满足航天器微型电流传感器对探头芯片的性能需求。

基于AMR的车辆检测算法设计与实现

本文设计了一种基于三轴数字式AMR（Anisotropic Magneto Resistive）传感器的车辆检测装置，该装置是一种利用金属物件对地磁场的扰动来检测车辆是否停在车位上。在具体算法设计上，使用双AMR传感器时域差分的原理，结合平滑滤波、时域差分和峰值检测等手段，有效克服了因为温度变化和环境干扰导致的误判和漏检现象。经过实际现场测试，实验结果表明，该检测算法的平均正确率可达95％以上。

各向异性磁阻传感器在车辆探测中的应用

研制了一种基于各向异性磁阻(AMR)传感器的车辆探测器.该车辆探测器由三维AMR传感器及相应的信号处理电路组成.当车辆驶过探测器上方时,车辆的存在将会引起周围磁场的变化,三维AMR传感器输出将发生相应的变化,根据AMR传感器的输出可判断周围空间内车辆的存在与否.对该探测器的特性进行了实验研究.实验结果表明:当车辆分别沿南北向、东西向通过AMR传感器上方时,传感器输出变化规律不同;该探测器可实现车辆探测.

异向性磁阻传感器检测车流量的新方法

针对因单轴或双轴的模拟式异向性磁阻传感器检测车流量时无法获取空间磁场、地磁垂直分量(Z轴)不能全面体现车辆信息,以及环境中的强磁场导致磁阻传感器输出信号漂移等问题,根据行驶车辆对地磁场的扰动效应原理,设计开发了基于ZigBee无线传感器网络的车流量检测系统,提出一种车流量检测方法.该方法采用新型三轴数字式磁阻传感器HMC5843替代传统的单轴或双轴模拟式磁阻传感器,以三轴磁场合成的磁场强度替代地磁垂直分量执行状态机算法检测车流量,当车辆驶离传感器时重新获取环境磁场来解决信号漂移问题.实际测试表明:该方法在测量精度、可靠性、冗余度等方面均优于地磁垂直分量(Z轴)法.

一种各向异性磁阻传感器在车辆探测中的应用

介绍了一种基于各向异性磁阻(AMR)传感器HMC1002的物理机理,并说明其测量原理和外围信号处理电路。研制了基于AMR传感器HMC1002的车辆探测器。当车辆驶过探测器上方时,车辆的存在将会引起周围磁场的变化,AMR传感器输出将发生相应的变化,根据AMR传感器的输出可判断周围空间内车辆的运动状态,对该探测器的特性进行了实验研究,实验结果表明:当车辆分别沿南北向通过AMR传感器时,传感器输出变化规律不同;当车辆分别以不同的速度通过AMR传感器时,传感器输出变化规律也不同,该探测器可实现车辆探测。

深海近底三分量磁力仪设计

提出了一种新的深海海底三分量磁力仪设计思路,用于高灵敏度地磁测量调查海底矿体分布,其磁力测量探头基于各向异性磁阻传感器。详细分析了磁阻传感器的误差模型,提出用Broyden算法实现误差校正,并给出了在个人电脑上的实现结果。描述了水下系统中传感测量电路以及通信、存储功能的基本设计思路。最后给出目前的实验与测试数据,并提出了后续工作思路。

磁阻式电子罗盘的设计

通过对磁阻式电子罗盘工作原理的介绍,设计了一套利用磁阻传感器和加速度计测定航向角、俯仰角、侧滚角的电子罗盘测量系统;分析了影响磁阻式电子罗盘测量精度的误差来源,并在此基础上提出了基于牛顿迭代算法的校正方法;最后,经实验结果表明,利用这些校正算法,可使电子罗盘的航向角误差由±9o降到±0.6o,有效地减低由于制造和安装等所引起的误差;同时,这种校正算法不仅适用于电子罗盘,也适用于其它3轴传感器系统。

基于无线传感器网络的路边停车检测系统设计

为了构建基于无线传感器网络的大规模、低成本、低功耗的城市路边停车检测系统,本文提出了一种停车检测传感器节点硬件及软件设计方案。该系统硬件部分利用磁阻传感器实现车辆磁信号检测,软件部分主要实现基于磁信号的车辆检测算法。实地部署了80多个传感器节点的路边停车检测系统,实际应用表明该系统车辆检测精度高,达到了设计要求。