一种基于GMI传感器的载体运动速度检测方法

基于GMI效应磁传感器的高灵敏度、高响应度,提出了一种磁传感器载体运动速度检测算法.通过在载体上以一定距离安装两个GMI传感器对磁性目标探测,根据探测得到的磁性变化曲线,运用间接互相关算法求得曲线的对应时间差,从而得到载体的运动速度.通过实验验证,本方法的速度误差可以控制在10%以内,且对数10m/s数量级的载体速度满足其实时性要求.

基于硬磁薄膜材料的GMI传感器偏置磁场分布模拟

由于GMI效应对磁场的对称性特点，在传感器设计中，通常采用引入偏置磁场的方法来提高GMI传感器的灵敏度。而采用硬磁薄膜材料作为GMI传感器的偏置磁场源，可在提供80～160A／m的偏置磁场的前提下，实现GMI传感器的低功耗和微型化。运用COMSOL软件对薄膜材料的空间磁场分布进行了模拟，研究了薄膜材料特性及其尺寸对空间磁场分布的影响，并对影响有限元分析结果可靠性的因素进行了探讨。研究结果表明，硬磁薄膜材料的剩余磁化强度为0.3～0．7MA／m、长度为5～7mm、厚度为7～13μm时可以为GMI传感器敏感元件提供符合要求的偏置磁场源。

一种过零非对称高灵敏GMI磁敏传感器

针对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金薄带具有高灵敏GMI效应,但在微弱磁场下表现出不灵敏且线性度低问题提出内偏置解决方案。根据电磁感应,调节电路参数使流过电感线圈的电流改变,导致电感线圈两端的磁场发生相应变化;通过计算非晶薄带GMI特性曲线的高灵敏线性区间,调整偏置电流大小,使零点偏置到线性区间的中心。利用此方法,传感器输出特性呈现出一种过零非对称形式,并在正负微弱磁场下具有更高灵敏度。本文介绍了Fe基合金薄带的巨磁阻抗特性、传感器的电路原理以及调节偏置电流后的测得的实验数据分析。通过实验结果显示传感器输出特性重复性好、基本无磁滞、线性度高,尤其在微弱磁场下灵敏度达22.53 mV/(A∙m−1)。

自适应LMS和相关算法在GMI磁传感器信号检测中的应用

在GMI磁传感器的研制中,微弱磁场信号经常淹没于电路固有噪声中。当非晶丝GMI(GiantMagneto-Impedance)磁传感器的输出信噪比小于0dB时,常规的峰值检波方法无法检出传感器信号。针对此问题,提出了一种新的微弱信号(信噪比小于0dB)检测方法,利用LMS自适应滤波算法提取非晶丝GMI磁传感器输出信号的特征参数,将该特征参数与理想参数进行相关运算,并根据相关值的大小来确定信号大小,从而实现对微弱磁信号的测量。仿真结果表明,采用LMS自适应滤波算法和相关分析相结合的方法,对于传感器输出信噪比等于-10dB的微弱信号,根据相关值与外磁场大小的对应关系,仍然可以确定外磁场大小。

非晶丝GMI磁传感器信号的小波分析

当非晶丝巨磁阻抗效应(Giant Magneto-Impedance,GMI)磁探头输出数据的信噪比小于0时,常规的峰值检波方法难以检出真实信号。为此,提出了一种新的微弱信号检测方法,将非晶丝GMI磁探头的输出信号经放大、滤波和采样之后直接送入数字信号处理系统,利用小波变换方法提取微弱信号的特征,并利用相关分析法确定信号的大小。仿真结果表明,采用小波变换和相关分析相结合的方法,可检出信噪比达到-15dB时的弱磁信号。

非晶丝GMI效应频率谱和锁相环电路磁场传感器

采用HP4191A型阻抗分析仪和专门为测量非晶丝GMI效应而设计的专用装置，研究了测量电流频率钴-铁-硅-硼（Co-Fe-Si-B）非晶丝GMI效应的影响。对于经冷拔、真空退火和张应力退火制成的非晶丝，当测量频率由1MHz、5MHz、10MHz、20MHz、30MHz、40MHz…，改变到400MHz时，GMI比值、[（Z-Z0）／Z0]、对外加磁场（Hex）的关系曲线都呈现正GMI效应的特征，其峰值和曲线的最大斜率先是不断增加，直到极大值，然后下降，极大值约为60-100MHz。据此，设计了测量电流频率可变的压控振荡器电路GMI磁场传感器，在75MHz下，传感器的磁场测量灵敏度达到0.4mV／nT。

磁性MEMS传感器制备技术及生物传感应用研究进展

对磁性传感器件的微电子机械系统(MEMS)加工技术以及在生物医学检测方面的应用进行了简单阐述,分析了磁性生物传感技术的工作原理,重点介绍了巨磁阻抗(GMI)、巨磁阻(GMR)和微磁通门传感器的MEMS制备工艺,其中详述了磁性传感器的材料、几何尺寸、结构以及基底对其性能的影响,总结了磁性生物传感器在生物检测中的研究进展,重点阐述了磁性生物传感器在磁性标签、癌症标志物、食源性细菌、病毒以及细胞检测方面的应用。最后,对当前磁性生物传感器在生物医学检测领域面临的问题进行了简要分析,并对磁性生物传感器未来的应用前景进行了展望,以期为研发新一代可用于临床检测磁性生物检测系统打下良好的基础。

基于纸基微流控芯片的GMI磁珠检测方法

基于GMI传感器并结合纸基微流控芯片建立了一种新型磁珠检测方法,成功实现微米磁珠的定量检测。通过研究传感器在不同工作点下的磁珠检测性能,最终确定传感器的最佳工作点。使用刀模切割法制作的纸基微流控芯片成本低、尺寸标准、检测区域可控,不仅能承载磁珠进行检测,还能作为细胞和微生物的载体,有利于将该方法应用于生物蛋白和食源性细菌的检测。

GMI磁传感器敏感材料的研究进展

GMI磁传感器是依据敏感材料的GMI效应而设计的传感器,这种磁传感器具有广泛的军事和民用价值。而敏感材料是传感器的核心,对传感器的性能起着决定性作用。结合国际上有关GMI磁传感器的相关研究,对GMI磁传感器敏感材料的研究进展进行了总结,最后对敏感材料的发展趋势进行了分析。