基于正交锁定差分放大器的巨磁阻抗(GMI)磁传感器

基于非晶丝的巨磁阻抗(GMI)效应,利用CoFeBSi非晶丝作为敏感材料,采用正交锁定放大电路和仪用放大器作为信号调理电路,设计了一种差分式高灵敏度GMI磁传感器。介绍了巨磁阻抗效应的基本概念和双非晶丝差分结构的磁敏探头,分析了基于正交锁定差分放大技术的信号调理电路的工作原理,并结合非晶丝两端输出信号的幅度和相位特性,提出了正交锁定放大器输出包络的近似计算方法。实验结果表明:在-2.0 Oe^+2.0 Oe的量程内,该GMI磁传感器灵敏度可达748mV/Oe,线性误差为0.98%FS,且噪声平均功率谱密度约为0.8nT/Hz1/2。

巨磁阻抗传感器敏感材料的选择

利用巨磁阻抗(GMI)效应来研制传感器,敏感材料的选择非常关键,其GMI性能的好坏直接决定了GMI磁传感器的灵敏度水平。讨论了GMI材料的选择标准,列出了能够产生GMI效应的各种材料,并分析和评述了这些GMI材料的软磁特性、GMI效应及其在传感器上的可能应用,提供了设计高性能GMI传感器的候选材料,这些材料以及新型材料的开发为GMI传感器的研制创造了有利的条件,将会促进GMI传感器的发展与应用。

巨磁阻抗磁传感器的研究进展

基于巨磁阻抗效应(GMI)的磁传感器是近年来磁传感器领域的研究热点之一。采用非晶或纳米晶材料可以制备丝、薄带、薄膜和多层膜等不同的形态,利用它们的GMI效应制成GMI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。叙述了巨磁阻抗磁传感器的研究进展,分别以非晶丝和多层膜为敏感元件的GMI磁传感器为例,着重对传感器的敏感材料、结构形式、处理电路及性能做了介绍,并指出了GMI磁传感器目前存在的问题及将来的发展趋势。

新型巨磁阻抗传感器的特性研究

研究了非线性非对角化GMI传感器的信号拾取线圈参数对传感器灵敏度的影响.这些参数包括线圈的长度,线圈的直径,线圈的匝数以及线圈所用漆包线直径.结果显示传感器灵敏度正比于驱动频率和线圈匝数,同时线径变小和线圈直径变小有利于提高灵敏度.使用1000匝的线圈时获得了最佳效果,该传感器测量范围在±400A/m,灵敏度为3.518×10-2V/Am-1,分辨率为10-7A/m,可在室温至150℃间正常工作,显示了其在弱磁测量上的巨大潜力.实验结果利用法拉第定律和线圈参数得以解释.

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。

不同长度敏感元件的两种巨磁阻抗传感器传感性能研究

针对采用Co基非晶丝作为敏感元件的传统巨磁阻抗传感器和非对角巨磁阻抗传感器进行比较研究。改变敏感元件的长度,观察两者在直流外磁场作用下输出信号的变化规律,并讨论退磁场等因素对传感器输出信号的影响。结果显示非对角巨磁阻抗传感器具有高灵敏度,无磁滞等优点,且灵敏度随样品长度的减小略有增大,在测量弱磁场方面表现出更大的潜力,为磁敏传感器的小型化提供了一定的参考依据。

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10MHz时得到了非晶带的最佳激励电流幅值,为15mA,并测得H-V转换曲线。传感器在开环和闭环下进行了对比试验,在测量磁场范围±1Oe(1A.m-1=4π×10-3Oe)内得到磁传感器灵敏度为219mV/Oe,线性度为10.8%。其在弱磁探测领域有较好的应用前景。

钴基非晶磁芯巨磁阻抗效应电流传感器

利用钴基非晶薄带环形磁芯的巨磁阻抗效应研制了新型非接触电流传感器。磁芯在2kA/m横向磁场作用下,用密度为25A/mm2短时矩形脉冲电流退火30s,通过CMOS多谐振荡电路产生的频率为900kHz窄脉冲电流激励,最大阻抗变化率为34%,磁场灵敏度约为45%/Oe。分析了传感器工作原理,设计了传感器电路,通过参数的优化和电流负反馈设计提高了传感器的分辨率、线性度、灵敏度和测量范围。设定测量范围为-2.5^+2.5A时,传感器测量精度为0.45%,灵敏度为0.67V/A。

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。

反馈式巨磁阻抗弱磁传感器的设计与实现

为提高基于巨磁阻抗(GMI)效应的弱磁传感器的性能,该文研究了Fe基非晶带在纵向激励下的GMI特性。建立和分析了传感器反馈模型,设计了反馈式GMI弱磁传感器。由CMOS集成反相器组成脉冲激励电路,由峰值检波电路、低通滤波电路、差分放大电路及电压跟随器组成信号调理电路,由仪用放大器、低通滤波电路、电阻和电感组成负反馈电路。利用亥姆霍兹线圈和标准恒流电源组成标定系统,对该传感器进行了加反馈和不加反馈两种情况下的对比测试。实验结果表明:在外加磁场强度为-2.5～2.5 Oe范围内,该反馈式GMI弱磁传感器较无反馈的GMI弱磁传感器的线性度指标提高了41%;传感器输出的漂移在不加反馈时为10～20 mV/h,加入负反馈后在无外加磁场时为2 mV/h,在外加磁场强度为2.5 Oe时为3 mV/h;传感器的截止频率在未加反馈时约为2 kHz,加入负反馈后提高到了4 kHz以上。

基于巨磁阻抗效应的微磁传感器研制

分析了巨磁阻抗敏感材料CoFeSiB非晶丝的特性,研制了磁传感器的硬件系统并对其进行了标定.试验表明:基于巨磁阻抗效应的新型微磁传感器具有灵敏度高、饱和磁场低、响应快和稳定性好等优点,具有较好的应用前景.

基于非晶合金非对称巨磁阻抗效应的磁传感器设计

以CoFeNiSiB非晶合金薄带为敏感材料,测试分析了其软磁性能,经空气中磁场退火热处理,获得了较好的非对称巨磁阻抗效应(AGMI)。以磁场退火处理后的非晶合金薄带为敏感元件,设计了AGMI磁传感器,并对其性能进行了开环和闭环测试。测试结果表明,开环条件下该传感器表现出较高的灵敏度;闭环条件下则表现出更好的线性度和更宽的测量范围。该传感器可实现对地磁场的检测,在地磁导航领域中具有较好的应用前景。

非晶合金带巨磁阻抗效应新型磁传感器研究

介绍了非晶合金带巨磁阻抗(GMI)效应的产生机理,对样品进行脉冲电流退火,获得了显著的GMI效应。实验分析了样品阻抗变化率随外加磁场、样品最大阻抗变化率随激励电流频率的变化关系。通过优化工作参数,提高了传感器的灵敏度、线性度和量程。在样品上均匀绕400匝线圈,以提供偏置磁场,将传感器的工作点移至线性区域。室温环境下,在激励电流频率f=1 MHz、有效值Irm s=25 mA、测量范围为±10 A/m时,传感器的测量精度优于0.96%,灵敏度为16.5 mV/Am-1,在弱磁检测领域具有很好的应用前景。

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2 kA/m横向磁场作用下,用密度为25 A/mm2的脉冲电流退火30 s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。

巨磁阻抗磁传感器研究进展

巨磁阻抗效应是指材料的交流阻抗在外加直流磁场的作用下发生显著变化的现象,利用该效应研制的巨磁阻抗磁传感器具有灵敏度高、体积小和功耗低等特点,具有巨大的应用前景。分析了巨磁阻抗磁传感器的研究现状,重点介绍了磁场传感器、电流传感器和生物传感器的工作原理和特性,并指出了其目前存在的问题和发展趋势。

一种新型的纳米巨磁阻抗磁敏传感器

主要介绍纳米微晶材料的巨磁阻抗效应及利用该效应研制的一种新型的磁敏传感器.它以脉冲频率的方式作为输出结果,与传统的磁敏传感器相比,具有高灵敏度、便于数字化测量等优点,在地磁测量、磁航向等方面有良好的应用前景.

基于巨磁阻抗效应的微型磁传感器技术研究

从非晶丝的巨磁阻抗效应入手,详细分析了非晶丝巨磁阻抗效应原理及其影响因素,阐述了基于非晶丝巨磁阻抗效应的传感器工作原理,并设计了传感器的信号调制电路.该微型化、低功耗的磁传感器有望应用于空间磁场测量.

基于巨磁阻抗效应磁场测量传感器研究

针对非晶材料巨磁阻抗效应,设计并实现了一种新型磁场测量传感器,根据非晶丝的双峰特性,分析传感器的工作原理,设计传感器的闭环负反馈结构,建立了传感器的数学模型.在此基础上,通过分析传感器的误差传递函数,提出一种比例积分控制规律,可有效地消除传感器的稳态误差,提高传感器的线性度.实验结果表明:在该控制器的作用下,传感器的线性度优于0.2%,灵敏度达到1.759V/Oe,所设计的传感器具有较好的性能指标.

巨磁阻抗效应及其传感器

回顾电感和电阻的阻抗,对磁性导体的阻抗进行分析,对封闭式的三明治模型阻抗用Maxwell磁矢量方程和Landau-Lifshitz方程计算进行分析;对制作巨磁阻抗传感器元件的材料进行比较;对巨磁阻抗线性传感器电路、三轴巨磁阻抗效应传感器电路、GMI传感器低功耗测量集成电路进行分析和总结。