巨磁阻传感器在管道漏磁检测中的应用

磁性传感器在无损检测中已经有了很大的应用,与传统的磁性传感器相比,巨磁阻传感器有着灵敏度高、可靠性好、测量范围宽、体积小,价格低等优点。介绍了巨磁阻传感器及其在输油管道缺陷漏磁信号检测中的应用,表明采用巨磁阻传感器的检测系统可以检测到管道壁上的微小缺陷。

基于巨磁阻传感器的无线车位探测器

为解决现有车位探测器无法在露天场所和恶劣天气中使用的问题,根据车辆经过会引起地磁场扰动这一现象,将高灵敏度巨磁阻传感器和ZigBee技术应用到车位探测器中。开展了巨磁阻传感器在车底路面不同位置的响应分析,建立了巨磁阻传感器输出与车底探测位置之间的关系,采用了国产磁传感器SAS03-1作为敏感元件,搭配信号处理电路对磁场信号进行了处理,由CC2530芯片自带的A/D转换器采集信号,通过Z-Stack协议实现了组网传递;在LabVIEW编写的上位机界面上对车辆探测器进行了性能评价。研究结果表明,该探测器能实时采集车辆引起的地磁场变化,从而判断车辆的有无,不仅功耗低,而且安装方便,具有一定的实用性。

巨磁阻传感器动态特性测量方法的研究

与传统的磁阻传感器相比,巨磁阻传感器具有灵敏度高、可靠性好、测量范围宽、抗恶劣环境、体积小等优点。电力系统中交流大电流测量新方法的研究始终是热点问题。由于电流信号是由工频与高次谐波构成,对其监测需选择频域范围宽的传感器,具有良好动态特性的巨磁阻传感器符合这一要求。但目前没有可以准确评估其在高次谐波情况下动态特性的方法。提出一种测试方法,采用亥姆霍兹线圈产生标准高频磁场,用数据采集板卡收发信号,上位机编写程序实现传感器输出信号的自动采集与处理,首先对巨磁阻传感器进行了静态特性测试,在此基础上利用所设计的测试方法对不同频率的磁场进行了测试。在一定程度上实现了巨磁阻传感器动态特性的测量,为巨磁阻传感器动态特性的分析提供了一种新思路。

巨磁阻传感器在炉管渗碳层厚度模拟检测中的特性

裂解炉管在裂解石油的过程中,会发生渗碳现象.利用炉管渗碳层厚度增加,引起磁性增加的特性,采用巨磁阻传感器（GMR）检测磁性.在交流激励条件下,用铁片模拟渗碳层厚度变化,对巨磁阻传感器的激励频率、磁敏方向、探头正反行程的特性进行研究.结果表明：巨磁阻传感器在弱磁场的检测中,最佳激励频率为40~200 Hz,巨磁阻传感器（GMR）元件应垂直于裂解炉管外壁,传感器能够响应不同的厚度,输出有规律递增或递减的电压.

巨磁阻传感器在齿轮精细检测中的应用

提出一种利用巨磁阻传感器进行齿轮精细检测的方法,介绍该方法的检测原理和系统组成,从可分辨最小磁场、时间响应和温度特性3个方面分析应用巨磁阻传感器的可行性和有效性,并通过实例测量实现对齿轮的磨损、点蚀等故障的有效检测与诊断.

基于巨磁阻传感器的电源逆变器过流保护电路设计

针对电源逆变器中的过流保护问题,设计了由巨磁阻传感器组成的电源逆变器过流保护电路系统,该系统采用巨磁阻传感器实时采集电源电流,巨磁阻传感器根据电磁感应原理,将交变电流转换为相应的电压信号。通过监控电路实现电压信号的放大和处理,DSP和开关控制电路用来实现电路的开通与关断。实验结果表明该电路可以实现过流保护功能,并且可靠性好、灵敏度高。

巨磁阻传感器在炉管渗碳层厚度检测中的特性研究

裂解炉管在裂解石油的过程中,会发生渗碳现象,当渗碳到一定的深度,将会引起炉管材料的塑性降低和脆裂,导致重大的经济损失和诱发安全事故。利用炉管渗碳层厚度增加,引起磁性增加的特性,采用巨磁阻传感器检测磁性。在交流激励条件下,用铁片模拟渗碳层厚度变化,对巨磁阻传感器的激励频率、终端效应、提离效应等特性进行了研究,为后续检测仪器设计和使用提供理论基础。

基于巨磁阻传感器的钢管腐蚀检测

为快速有效地对钢管腐蚀缺陷进行检测,克服传统超声检测方法的不足,采用了基于巨磁阻传感器的检测方法。阐明了利用巨磁阻传感器检测钢管腐蚀缺陷的原理,介绍了基于巨磁阻传感器检测系统的组成,在此基础上进行了钢管腐蚀缺陷检测试验,采集了缺陷信号数据并进行了数据处理,得到了缺陷特征,有效地实现了钢管腐蚀缺陷的快速有效检测。

巨磁阻传感器在裂解炉管渗碳层厚度检测的应用

裂解炉管在裂解石油的过程中,会发生渗碳现象。当渗碳到一定的深度,将会引起炉管材料的塑性降低和脆裂,导致重大的经济损失和诱发安全事故。文中采用铁片叠加,模拟渗碳层厚度增加,引起磁性增加的特性采用巨磁阻传感器来检测。基于涡流检测原理,进行了渗碳层模拟及探测的实验研究,得出巨磁阻传感器在弱磁场的检测中灵敏度高,可靠性好,适合炉管的渗碳层厚度检测。

基于巨磁阻传感器的无损检测系统研究与设计

针对现代工业与安全检测中对非铁磁性工件的表面及近表面缺陷检测需要,基于涡流无损检测原理,采用灵敏度高、体积小、工作频率范围宽(0Hz到MHz)的GMR传感器,结合基于单片机STM32的直接数字频率合成(DDS)信号产生方法及锁相技术研制了一套涡流无损检测系统。实验结果表明该基于GMR传感器的无损检测系统能够较好的检测出铝板试件表面及表面下2mm处缺陷的存在,多道扫描结果可清晰判别出缺陷的位置和大小,该系统可以准确完成对导电材料表面及近表面的无损检测。

一种巨磁阻传感器温度补偿方法

巨磁阻传感器(GMRS)具有灵敏度高、易小型化、能耗低等特点,应用前景广泛,但它易受温度变化的影响,在高性能使用中需要进行必要的温度补偿。对基于NVE公司的AAH002-02巨磁阻元件进行了信号调理以及温度特性测试,并运用微粒群补偿算法对温度特性进行了处理。与二次最小二乘法补偿相比,微粒群二次拟合算法具有更好的补偿效果。

基于巨磁阻传感器的无线船舶航向自动测量系统研究

针对船用航向自动测量设备的特点,从理论上分析了巨磁阻传感器的特征,并建立了航向自动测量系统数学模型。采用磁电阻百倍于普通磁阻的传感器作为航向自动测量系统的地磁测量单元,与加速度传感器、陀螺传感器、温度传感器、微处理器等,构成了系统的基本组成,并对航向自动测量流程、磁场测量单元温度补偿等方面进行了研究。

巨磁阻传感器的温度补偿电路系统设计

巨磁阻传感器具有灵敏度高、易小型化、能耗低、应用前景广泛等特点,但其灵敏度易受温度的影响,在高性能应用中需进行必要的温度补偿。文中设计针对课题组研制的VA100F3自旋阀巨磁阻传感器灵敏度的温度特性,采用CMOS温度传感器来采集温度信号,并通过模数转换器转变为控制信号,进而调节可调增益放大器的增益,以补偿温度变化所导致的GMR传感器灵敏度的变化,巨磁阻传感器温度补偿前后的灵敏度温度系数分别是2 498 ppm/℃和678ppm/℃,达到了较好的补偿效果。系统各电路均基于CSMC 0.5μm Mix-Signal工艺进行设计,可以实现单芯片集成。

基于巨磁阻传感器的交通流量采集系统的设计

通过介绍巨磁阻传感器的原理以及车辆引起地球磁场扰动的特性,并结合物联网技术,设计了一种准确可靠的交通流量采集系统,详细介绍了系统内各部分的组成及功能。

巨磁阻传感器在智能高压开关柜中的应用

提出一种基于巨磁阻传感器的智能高压开关柜大电流测量方法。在论述巨磁阻效应及其测量机理的基础上,给出一套大电流测量和预警系统设计方案,说明了该系统的硬件和软件设计过程。通过实验的方法验证了巨磁阻传感器测量系统的稳定性和准确性。

基于Hall和GMR的多传感器融合方法及实现

目前霍尔传感器(Hall)和巨磁阻(GMR)传感器均广泛地应用于电力系统电流测量。为同时发挥二者的优势、降低各自的局限性,在分析Hall和GMR的温度特性、噪声特性和被测电流范围的基础上,提出了一种基于Hall和GMR的多传感器融合方案。在定义GMR和Hall的灵敏度差值ΔS基础上,将被测电流i和灵敏度差值ΔS构成的融合域划分为四个域,在域Ⅱ采用多传感加权观测融合Kalman滤波算法,将Hall和GMR的观测量和观测噪声融合后与状态方程联立进行Kalman滤波;在域Ⅰ采用数据加权融合最优权值分配的方法,给Hall的测量数据赋予较大权值,GMR的测量数据赋予较小的权值;在域Ⅲ,权值分配情况相反,各域之间可实现数据融合的平滑过渡。基于多传感器融合方法,设计了一种组合式闭环电流传感器,包括磁芯、电路部分设计及仿真。仿真和样机实验结果表明,在域Ⅱ时多传感器融合值与真实值的均方根误差低至0.004;在域Ⅰ、Ⅲ时电流测量的相对误差E_(i)均在0.255%以下。与单一传感器相比,多传感器融合的方法使组合式传感器测量电流范围增大,适用于温度变化范围较大的场景,电流测量精度及可信度更高。

巨磁阻生物传感器阵列及专用锁相放大器设计

EW_GⅠ是基于GMR(巨磁阻)传感器,用于检测血样中特种病毒的正在研发的生物芯片系统。叙述了其巨磁阻传感器阵列以及后端锁相放大IC电路的设计及实现。该阵列包含32个GMR传感器单元和2个传感器参考单元,形成多路的半桥式惠斯通电桥,用于感应绑定磁球的附加磁场。每个单元(100μm×100μm)由长1mm、宽7μm的巨磁电阻蜿蜒而成,该电阻采用[Ag(2nm)/NiFe(6nm)/Cu(2.2nm)/CoFe(4nm)]20结构,采用Ag作为镜面层,其饱和磁场小于等于30mT,GMR值约6%,单个传感器电阻约为780Ω。配套的锁相放大芯片包括了信号通道、参考通道、前置低噪声放大器、带通滤波器、可控增益放大器、相敏检测电路、正交移相电路、差分直流放大电路八个部分,整个设计功耗小于50mW@Vcc=3V。

三维巨磁阻磁场传感器的电路设计和实验标定

电磁场检测是进行雷电研究的重要手段。针对电磁场检测电路的器件选取、实现功能和抗干扰性设计等问题进行了详细研究,对基于光信号传输的三维巨磁阻磁场传感器进行了优化设计和构建。通过标定实验,得到传感器在3个轴向上的标定系数。在实验数据分析中,对采集到的数据进行合成,得到合成场的源波形和探头波形图,并进行了实验波形图的对比分析,结果表明巨磁阻传感器的源波形和探头波形具有很好的一致性,能够满足空间磁场的测量要求。

用于巨磁阻生物传感器检测的模拟前端电路

提出一种用于巨磁阻(GMR)生物传感器检测的模拟前端电路。电路采用电压检测的方法,包括基准电压源,单位增益缓冲器,电荷转移型开关电容采样保持电路,流水线模数转换器四部分;基准电压源用于产生传感器阵列的片内激励电压;传感器阵列的检测输出电压经单位增益缓冲器后,由开关电容采样保持电路进行采样,保持,放大;最后经过流水线模数转换器输出数字码流;芯片采用SMIC 0.18μm 1P6M CMOS厚栅氧工艺实现。测试结果表明,在电源电压3.3 V,20 MHz时钟下测试,整体电路输出信号有效精度达到7.2 bit,功耗33 mW,满足GMR生物传感器的检测要求。