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一种微磁传感器制造技术

技术编号:4264977 阅读:214 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种微磁传感器。其特征在于检测微弱磁场强度。该传感器利用非晶丝的磁阻效应,和电磁关系原理,将磁场信息转变成电讯号进行测量,其测量精度可达到1NT或更高。从而在科技和国防等领域中更加精确的分析和利用磁场强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测磁场强弱的微磁传感器,特点精度高、响应速度快,用于检测磁场强度指标。
技术介绍
随着信息产业、工业自动化、交通运输、电力电子技术、办公自动化、家用电器、医 疗仪器等等的飞速发展和电子计算机应用的普及,需用大量的传感器将需进行测量和控制 的非电参量,转换成可与计算机兼容的讯号,作为它们的输入讯号。同样此传感器也逐步得 到广泛应用,如磁场传感和磁力计、电子罗盘、线性和角位置传感器,车辆探测,GPS导航, 以及更多。 在众多的测磁方法中,磁传感器大都将磁场信息转变成电讯号进行测量。为了适 应科技和国防需要,磁传感器的精度分辨力要求越来越高。此专利技术检测精度可达1NT,甚至 更高,可检测微弱磁场强度,根据要求参数可灵活制作不同检测范围的传感器。地震局可用 于检测地磁微弱信号变化,分析数据,预防地震灾害。也可用于军民探测技术,导航技术。 分辨力是指传感器感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说,如果输入量从 某一非零值缓慢地变化,当输入变化值未超过某一数值时,传感器输出不会发生变化,即传 感器对此输入量的变化是分辨不出来的,只有当输入量的变化超过这一数值时,其输出才 会发生变化。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提高检测磁场强度精度,精度可达lnt,甚至更高。 —、基本理论 如图1所示,1为激励源;2为电阻;3为非晶丝;4为线圈;5为电压检测表;6为外 磁场。利用非晶丝的巨磁阻抗效应,将非晶丝作为磁阻抗变化的载体,对非晶丝进行高频激 励。在外磁场的作用下,非晶丝发生磁阻抗变化,使绕在丝上的线圈感应出电压信号。再经过放大,检波,A/D处理和运算,显示出磁场的数据。 巨磁阻抗效应(Giant Magneto-impedance effect)是指磁性材料交流阻抗随外 磁场显著变化的效应。1992年日本名古屋大学K. Mohri首先在Co基非晶丝中观察到一种 磁灵敏现象,即在几个奥斯特磁场下材料的阻抗变化AZ/Z。高达50%,比金属多层膜Fe/ Cu或Co/Ag在低温、高场下观察到的巨磁阻效应高一个数量级。 二、技术方案 由上述思路,首先,对拉伸和热处理后的非晶丝两测分别缠绕线圈,线圈材质为漆 包线,此线圈作为感应信号线圈,感应信号线圈的信号为感应信号,如图2所示。其次,分别 在两段线圈外测再次缠绕线圈,此线圈为补偿线圈,用来调整信号偏移量。在非晶丝上加一 偏置电流和交流激励信号,激励信号选用1MHZ至12MHZ交流激励源。在感应信号线圈两测 加谐振电路,从而减小外部干扰信号对其影响,稳定输出信号,如图3所示。3 由非晶丝的巨磁阻抗效应,对非晶丝进行激励时,使其在外磁场的作用下,发生磁 阻抗变化,使绕在丝上的线圈感应出电压信号。当外界磁场强度变化时,感应线圈输出信号 发生变化,由于有反馈电流,使补偿线圈电流变化,即补偿线圈产生的微弱磁场也就变化, 从而调整信号输出线性度。通过改变补偿线圈的缠绕方向,和改变线圈砸数,调整线性度。 另外加温度补偿,根据在不同温度下测试的试验数据,通过算法,和/或电路加以修正检测 的磁场强度值。此方案可得到比较稳定的检测信号,检测精度大于等于1NT。 结构框图如图4所示。 三、有益效果 本专利技术的有益效果是精度高,速度快,提高磁场强度检测水平。如更加准确分 析地磁微弱变化,综合分析数据,预防地震灾害;也可用于跟踪、定位、指导技术。附图说明 图l为传感器磁头理论图。 图2为传感器磁头局部图。 图3为传感器磁头局部图。 图4为结构框图。 图5为具体实施方式图。具体实施例方式本专利技术具体实施方式为图5所示的传感器,对拉伸和热处理后的非晶丝两测分别 缠绕感应信号线圈和补偿线圈,中间接地;在感应信号线圈两测加谐振电路;在非晶丝上 加一偏置电流和交流频率电流,采用差分形式输出信号,信号经差分放大,整流后作为反馈 信号和检测信号;检测信号通过算法,和/或电路加补偿修正后,所得到信号为传感器的输 出信号;电源经虑波、噪声处理后,为其他各部分电路提供电能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微磁传感器,由磁敏感器件、线圈和电路结合设计而成,该传感器可以检测微弱磁场强度,其特征在于:一个磁敏感软磁材质非晶丝外围缠绕一层电磁线圈后,再次缠绕第二层电磁线圈;在磁敏感软磁材质非晶丝上加偏置电流和1MHZ至12MHZ的频率电流;电路包括偏置电流源电路、激励源电路和信号放大电路。

【技术特征摘要】
一种微磁传感器,由磁敏感器件、线圈和电路结合设计而成,该传感器可以检测微弱磁场强度,其特征在于一个磁敏感软磁材质非晶丝外围缠绕一层电磁线圈后,再次缠绕第二层电磁线圈;在磁敏感软磁材质非晶丝上加偏置电流和1MHZ至12MHZ的频率电流;电路包括偏置电流源电路、激励源电路和信号放大电路。2. 根据权利要求1所述的传感器,其特征在于磁敏感器件外围缠绕两层线圈。3. 根据权利要求1所述的传感器,其特征在于在内层线圈两端加谐振电路。4. 根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:于文杰
申请(专利权)人:于文杰
类型:发明
国别省市:15[中国|内蒙]

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