基于GMR生物传感器的病原体检测研究进展

对当前病原体检测方法和磁性生物传感器的优势进行了简单阐述,分别介绍了巨磁阻(GMR)传感器在生物医学检测领域的应用优势、GMR效应的来源及常见的GMR传感器的结构类型,重点关注了GMR生物传感的基本原理,包括传感器在免疫分析领域的应用策略和传感器表面功能化的方法。总结了GMR生物传感器在病原体检测中的发展现状,重点阐述了GMR生物传感器在靶向标签、致病菌和病毒检测方面的实际应用。最后对当前GMR生物传感器在病原体检测领域面临的问题进行简要分析,对GMR生物传感器未来的应用前景进行了展望,为新一代可用于临床检测的GMR生物检测系统的开发奠定坚实的基础。

超晶格多层膜的电化学制备、表征及其GMR特性的研究

以半导体Si为衬底,电化学沉积Cu/Co超晶格多层膜,用SEM表征多层膜的断面形貌.XRD研究表明,多层膜的调制波长为20～160nm时,膜层间发生外延生长.随着调制波长的减小,外延生长对膜层结构的影响越来越明显.当调制波长小于20nm时,在XRD强衍射峰的两侧出现卫星峰,表明多层膜形成超晶格结构.根据卫星峰位置计算的调制波长与由法拉第定律估算的结果非常接近.多层膜的巨磁电阻(GMR)性能随多层膜周期数的增加而增大;当周期数大于300时,GMR性能基本上不再随周期数变化,说明基体的导电性质对GMR的影响可以忽略.

基于GMR传感器的小体积二维电子罗盘设计

针对二维电子罗盘存在的体积、精度较难平衡等问题,对二维电子罗盘展开了研究。通过对硬件与算法的优化设计,提出了一种较为实用的解决方案。硬件上采用新型的二维GMR传感器感测磁场,使用C8051F350单片机自带的Δ-ΣA/D模块进行了信号调理,有效减少了信号调理器件,使用了针对GMR传感器优化的算法,在无干扰下可保证其具有较好的辨向精度,在有外部干扰的环境中,通过旋转校准,依然可以保证较高的精度。同时,将校准数据IAP到单片机Flash中,即使系统掉电也可以保证数据不丢失。经国防科技工业弱磁一级计量站的测试,其测试结果表明,该设备在无干扰情况下精度可达±2°,在强干扰下精度依然较高,具有较强的工程实用价值。

基于多层GMR材料的电流传感器设计与实验研究

将磁芯和两个磁屏蔽层引入GMR电流传感器,以提高其灵敏度和精度;并在磁芯中加入偏置绕组以提供偏置磁场。建立了传感器的数学模型,用于分析闭环电流传感器的影响因素。基于分析和仿真结果,设计了样机。测试并对比分析了磁滞对传感器的影响、测量范围、频率响应以及电流传感器的相对误差。所设计的电流传感器具有灵敏度高,精度高,相对误差小(0.8%)的优点。在被测电流值为20 A情况下,被测电流的频率范围高达300 kHz。

GMR传感器和TMR传感器的性能对比

磁传感器线性特性的好坏对基于磁传感器的测量系统有很大的影响。通过实验记录巨磁阻(GMR)传感器和隧道磁阻(TMR)传感器在不同的磁场强度下的输出电压以及对应的激励磁场强度,提出以大量实验和数据处理理论相结合的方法。得到两者的重复性误差和迟滞性误差以及对应的关系特性曲线图和非线性误差,从而得知隧道磁阻传感器的线性特性比巨磁阻传感器更加优越。

基于GMR传感器的金属表面缺陷检测系统设计

随着经济的发展汽车越来越普及,有些关键部位的零件如制动盘和转向节,在制造和使用的过程中容易产生一些细小的裂纹,这就需要在不给被测物体造成负面影响的前提下对关键零器件进行检测;针对传统的涡流传感器进行有限元仿真,分析了激励线圈和被测金属耦合时的传感特性;设计了一种基于GMR芯片检测微裂纹的探针,并开发了相应的测试系统;分析了GMR芯片敏感轴对检测结果的影响,采用小波分析的方法对数据进行处理,提高了信号的信噪比;实验结果表明,该探头灵敏度高,通过调整激励频率可以检测金属表面以下5mm处的缺陷。

GMR生物传感器研究进展

巨磁电阻(GMR)生物传感器以其IC兼容性、高灵敏度、标记稳定、价格低廉等优点,获得广泛关注.在GMR生物传感器研究领域,美国处于领先地位.对该领域的研究现状进行综述,并对该技术的前景进行展望.

基于GMR传感器的Zig Bee无线车辆检测系统设计

设计了一种基于巨磁阻(GMR)传感器的Zig Bee车辆检测系统,利用高灵敏度的GMR传感器采集道路上经过车辆对地磁场的扰动信号,然后通过检测节点对采集的数据进行打包处理,并通过Zig Bee无线网络系统将数据传输给上位机。实验表明:该系统检测工作稳定可靠,且节点尺寸小,无需布线,易于安装。

基于巨磁电阻(GMR)效应的生物分子识别器件研究

对基于巨磁电阻(GMR)效应的生物分子识别器件的结构和微加工,以及检测原理、检测方法进行了介绍,构建了对应于这种生物分子识别器件的信号检测和处理系统.采用微细加工的方法制成了基于巨磁电阻(GMR)效应的生物分子识别器件,生物分子识别器件的结构是多个磁隧道结组成的传感器阵列,单个磁隧道结尺寸为10μm×20μm,退火后磁阻效应可达86.5‰,检测灵敏度可达8×10-4 A/m,采用厚度小于100nm的PDMS作为器件的生物适应层,可将检测信号提高27倍以上.基于巨磁电阻(GMR)效应的生物分子识别器件主要应用于基因分析、医学诊断、免疫分析和药物筛选等领域.

GE GMR在连续重整三重化安全仪表系统中的应用

连续重整装置的仪表安全系统采用基于90-70PLC的GMR系统,重点介绍SIS的软/硬件结构、GMR系统配置的几个关键点,以及利用光纤解决辅助操作台远程I/O的问题。

基于GMR磁传感器芯片的弱磁探伤电路

巨磁电阻(GMR)传感器芯片是国际刚刚开始实际应用的一种磁场传感器。本文介绍了 NVE 公司的 AA 系列 GMR 芯片的工作原理,并设计制作了实物,可以成功探测周围磁场的变化,对金属管道进行检测和探伤。做出的成品具有体积小巧,成本低廉,灵敏度高的优点。

基于GMR纳米薄膜的磁场传感器研究

通过高真空磁控溅射、离子束刻蚀、光刻、铝引线溅射、正胶剥离等工艺,制造了用GMR纳米薄膜作为核心部分的磁场传感器.经过退火工艺后的GMR薄膜的磁电阻变化率为7.91%,矫顽力为0.054π×103A/m(0.05Oe).用这种GMR薄膜制备的磁场传感器的线性区域为-154π×103～154π×103A/m,输出线性度为0.9993.这种高线性度的磁场传感器在汽车工业和自动化控制系统等领域中起到举足轻重的作用.

GMR系统在ESD中的应用

GMR系统满足ESD和过程连锁系统,适用于TUV认证的SIL2级标准——失效安全。失效安全系统可根据检测到的故障或者异常诊断输出失效并设置为安全或断电状态。在大多数情况下这一过程通过诊断干涉或者输入过程的改变来完成。在单一的ESD系统中,必须特别考虑系统的功能准备情况。

Ni的合金化对Cu-Co合金磁学性能和GMR效应的影响

磁学性能分析表明,Cu85Co15熔体快淬过程中即可通过液相分解形成大块铁磁性富Co相,也可通过固相分解形成纳米超顺磁相,而Cu80Co15Ni5合金则主要通过固相分解形成纳米超顺磁相。Ni对Cu Co合金液相分解的抑制和增加固溶体过饱和度从而促进过饱和固溶体分解的作用使Cu80Co15Ni5合金相对于无Ni的Cu85Co15合金时效后纳米超顺磁相尺寸减小,体积密度明显增高。Ni合金化还使Cu Co合金富Co磁性相的尺寸一致性得到很大改善,减小了磁性相间的交互作用。这些因素都有助于增大GMR效应。

不同厚度分层沉积对多层NiFeCo/Ag薄膜GMR效应的影响

用射频磁控溅射法制备了调制周期分别为5nm、10nm、15nm、20nm的NiFeCo/Ag非连续多层膜。用俄歇能谱仪测量薄膜的成分,用原子力显微镜观测NiFeCo膜层及Ag膜层的表面形貌,用四探针法测量了溅射态的及在280℃、360℃、400℃退火后的多层膜的GMR值。结果表明:薄膜厚度越大,NiFeCo膜层及Ag膜层的表面粗糙度越大。在经各种不同温度退火后,具有[NiFeCo(10nm)/Ag(10nm)]×20结构的多层膜的GMR效应均比其它结构的多层膜的GMR效应强。退火温度也会影响多层膜的GMR值。经360℃退火后,在79.6kA/m的外加饱和场下[NiFeCo(10nm)/Ag(10nm)]×20呈现出最强的巨磁电阻效应,其GMR值达到11%。

基于GMR传感器的三轴电子罗盘

针对现有大多数罗盘精度不高的问题,设计了一款基于新型巨磁阻(GMR)传感器芯片的三轴电子罗盘测量系统。该系统采用3个巨磁阻传感器芯片来测量地磁场矢量,采用三轴加速度传感器来测量载体的横滚角和俯仰角,在MSP430单片机中实现姿态转换、航向解算,最终通过RS232接口把航向角数据传输到电脑上。通过对影响罗盘测量精度误差来源的分析,提出了相应的自动校正和磁场补偿算法;在有外界磁场干扰的情况下,采用三维旋转校准,以保证罗盘能够达到较高的精度。研究结果表明,无论是否有外磁场干扰,罗盘经过校准补偿后精度都能够达到1.5°,从而验证了所设计的罗盘能够有效的对磁场干扰进行补偿。

基于三轴GMR传感器的无线车位检测系统

为了解决城市停车难的问题,文中研制了一种基于三轴GMR传感器的无线车位检测系统。该系统的车位检测节点采用东方微磁科技有限责任公司生产的高灵敏度双轴SAS022-1和单轴VA100F3自旋阀巨磁阻传感器来组合成三轴GMR传感器,通过检测车辆对地磁的扰动来判断车位是否有车辆存在;各车位检测节点采集的数据通过树型拓扑结构的ZigBee网络层层传递到上位PC机,并显示车位信息。经过实验表明,车位检测节点具有体积小、功耗低,能准确的判断车位中车辆是否存在,组建的树型通信网络在停车场能得到更普遍的应用。

基于GMR磁传感器芯片的弱磁探伤电路

巨磁电阻(GMR)传感器芯片是国际刚刚开始实际应用的一种磁场传感器。本文介绍了 NVE 公司的 AA 系列 GMR 芯片的工作原理,并设计制作了实物,可以成功探测周围磁场的变化,对金属管道进行检测和探伤。做出的成品具有体积小巧,成本低廉,灵敏度高的优点。

基于ARM+GMR三轴数字指南针系统设计与实现

介绍一种基于GMR传感器和加速度传感器的三轴数字指南针系统及实现,采用LM2904放大器完成信号调理,应用ARM11架构的微处理器S3C6410完成A/D转换、方位角计算及数字化输出等;应用QT实现友好的用户交互界面。着重论述数字指南针的工作原理、硬件及软件的实现,分析磁性物质影响所带来误差,并提出可行性的矫正方案。实验表明:该数字指南针能够准确测出方位航向角,且实时性好、功耗低、运行稳定,可用于普通导航领域。

基于GMR传感器的无损探测系统的设计

为了减少常规涡流检测系统的人工干预程度,便于实现自动化检测,文中采用高灵敏度的巨磁电阻(GMR)芯片作为敏感元件,设计了一款新型的无损探测系统。该系统基于涡流检测的基本原理,采用AD9850直接频率合成器和TDA2030A功率放大芯片搭建交变电流信号发生电路,利用GMR磁传感器来提取被测金属有缺陷时引起的涡流磁场变化量。文中利用Ansfot Maxwell软件进行了验证,当线圈通以200 m A交变电流时,缺陷处磁场变化量为0.3 m T,通过GMR传感器可以灵敏地探测到该磁场的变化量,因此可以根据传感器输出的电压信号直观地检测到被测金属的缺陷情况。