基于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲低頻磁阻抗效應(yīng)的無圈磁通門傳感器研制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,微弱磁場的測量在軍事、航空、海洋、地質(zhì)、考古以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獲得了越來越多的應(yīng)用,這些學(xué)科領(lǐng)域的不斷發(fā)展,對微弱磁場測量儀的要求越來越高。而磁傳感器是微弱磁場測量儀的關(guān)鍵和基礎(chǔ),它的性能直接影響著整個儀器的精度和靈敏度。
　　 本文通過總結(jié)國內(nèi)外磁通門傳感器的有關(guān)研究狀況和研究成果,設(shè)計了一種基于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲低頻磁阻抗效應(yīng)的無圈磁通門傳感器,它的敏感體是軟磁特性非常優(yōu)異的鈷基非晶態(tài)合金絲,并用PVC材料制作了

2、傳感器的探頭裝置。
　　 介紹了非晶態(tài)合金的基本特性及GMI效應(yīng),詳細(xì)闡述了施加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲低頻磁阻抗效應(yīng)的理論。進(jìn)而設(shè)計了傳感器的硬件電路,把方波發(fā)生電路、四階低通濾波電路以及功率放大電路產(chǎn)生的正弦信號作為激勵源,對非晶絲直接激勵。然后,設(shè)計了級聯(lián)帶通濾波電路、檢波電路以及低通濾波電路對非晶絲兩端的輸出信號進(jìn)行處理。由于激勵信號直接通過非晶絲并且直接在非晶絲兩端取輸出信號,因此,利用非晶絲扭轉(zhuǎn)應(yīng)力設(shè)計的傳感器就無需激勵線圈和

3、感應(yīng)線圈,從而使得傳感器的敏感體體積大大減小。
　　 在完成硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上,實驗研究了扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲的低頻磁阻抗效應(yīng)。用長直螺線管產(chǎn)生外加磁場,測試了非晶絲兩端輸出電壓的二次諧波與非晶絲的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力以及激勵電流有效值之間的關(guān)系,找到了傳感器具有最佳性能時的相關(guān)參數(shù)。
　　 最后,完成了傳感器的整體調(diào)試和電路板的制作。通過對傳感器的靜態(tài)標(biāo)定,給出了它的靜態(tài)特性。
　　 實驗結(jié)果表明:本傳感器能夠檢測±50A/m范圍