弱磁场检测方法与仪器研究 被引量：24

1

作者 肖胜红 肖振坤 +1 位作者 边少锋 金际航 《舰船电子工程》 2006年第4期158-162,共5页

弱磁场的检测技术代表了当今磁场测量的最高水平,是目前的一个热点研究方向。从弱磁场检测方法与检测仪器着手,进行比较全面的分类和介绍,对弱磁场理论研究和工程实践具有指导意义。

关键词 弱磁场 传感器 检测方法

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基于非晶带巨磁阻抗效应的新型弱磁场传感器 被引量：29

2

作者 鲍丙豪 蒋峰 +1 位作者 赵湛 宋雪丰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2380-2383,共4页

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... 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. 展开更多

关键词 巨磁阻抗效应 非晶态软磁合金带 脉冲电流退火 弱磁场传感器

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弱磁测量传感器的发展与应用 被引量：9

3

作者 银鸿 杨生胜 +3 位作者 郑阔海 文轩 庄建宏 王俊 《真空与低温》 2017年第5期304-310,共7页

弱磁测量技术在许多诸如生物医学、资源勘测、军事工程和空间探测等重要领域中占有不可或缺的地位,在很大程度上也代表了国家磁测技术的发展水平。当前国内外弱磁测量主要用到质子磁力仪、光泵磁力仪、原子磁力仪、磁通门、SQUID、光纤... 弱磁测量技术在许多诸如生物医学、资源勘测、军事工程和空间探测等重要领域中占有不可或缺的地位,在很大程度上也代表了国家磁测技术的发展水平。当前国内外弱磁测量主要用到质子磁力仪、光泵磁力仪、原子磁力仪、磁通门、SQUID、光纤磁力仪和磁电阻传感器,按照测量磁场的类型将其分为标量和矢量型,通过其基本原理、特性、研究和应用现状的分析,对其发展方向和应用前景进行了综述,为后续的理论研究和工程实践提供参考。 展开更多

关键词 弱磁测量 磁传感器 灵敏度

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基于弱磁效应的管道应力检测技术 被引量：8

4

作者 吕晶 闫萍 +1 位作者 曹恩铭 王国庆 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2020年第1期72-77,共6页

应力集中是造成铁磁性金属管道破坏的主要原因,通过应力的有效检测,可对金属管道的使用状态进行预判,有效保障设备的使用安全。利用铁磁材料能量平衡理论,对应力作用下的材料弱磁效应进行了分析;通过基于金属能带理论的仿真软件建立铁... 应力集中是造成铁磁性金属管道破坏的主要原因,通过应力的有效检测,可对金属管道的使用状态进行预判,有效保障设备的使用安全。利用铁磁材料能量平衡理论,对应力作用下的材料弱磁效应进行了分析;通过基于金属能带理论的仿真软件建立铁磁材料三维仿真模型,计算了拉应力作用下体系的磁效应特征;设计制作基于差动对称结构的微弱磁场检测传感器,通过基于弱磁传感器的应力检测系统对不同类型的管道应力集中状态进行检测,并利用其他应力检测手段对应力集中情况进行了验证。结果表明,弱磁传感器可有效检测管道表面的弱磁场信号;在应力集中区,弱磁场信号表现出剧烈的波动特征;各种检测手段均验证了弱磁应力检测的有效性,弱磁应力检测技术可有效检测由缺陷或变形等导致的管道应力集中。 展开更多

关键词 金属管道 弱磁效应 弱磁传感器 应力检测

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基于磁场分量波形分析的地下电缆弱磁探测技术 被引量：9

5

作者 黄烜城 王威 +3 位作者 吕泽鹏 孟永鹏 袁超 封建宝 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2020年第6期90-96,共7页

在城市配电网改造中,许多直埋式的老旧电缆具体位置不明,这给巡线与定位故障电缆的工作带来了一定的困难。本文研究了一种基于磁场分量波形分析的地下电缆探测方法,也适用于海底电缆的探测。该方法使用磁通门传感器探测微弱的电缆磁场,... 在城市配电网改造中,许多直埋式的老旧电缆具体位置不明,这给巡线与定位故障电缆的工作带来了一定的困难。本文研究了一种基于磁场分量波形分析的地下电缆探测方法,也适用于海底电缆的探测。该方法使用磁通门传感器探测微弱的电缆磁场,磁场的3个相互垂直的分量被分别测量。为模拟真实的带电电缆,建立了一套模拟电缆运行的实验系统。实验结果显示,3个磁场分量中的至少2个分量存在特定的波峰与波谷,这些峰谷与电缆所在位置有关。利用2个分量波形的分布特征可准确判断电缆的位置。研究发现,对于交流电缆,磁场频率是采样频率的整数倍时,测量结果才是有效可读的。另外,本研究也利用仿真软件分析了电缆屏蔽层对于电缆产生磁场的大幅度削弱作用。 展开更多

关键词 电缆定位方法 弱磁探测 磁通门传感器 电缆屏蔽层

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弛豫铁电单晶的多功能特性及其器件应用 被引量：7

6

作者 罗豪甦 焦杰 +10 位作者 陈瑞 朱荣峰 张章 徐嘉林 赵静 王西安 林迪 陈建伟 狄文宁 鲁丽 朱莉莉 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第5期783-802,共20页

以Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT或PMNT)为代表的弛豫铁电单晶具有远高于常用锆钛酸铅Pb(Zr_(x) Ti_(1-x))O_(3)(PZT)陶瓷的压电性能,引起了基于新一代压电单晶的功能器件研究热潮。本研究团队在国际上率先利用Bridgman... 以Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT或PMNT)为代表的弛豫铁电单晶具有远高于常用锆钛酸铅Pb(Zr_(x) Ti_(1-x))O_(3)(PZT)陶瓷的压电性能,引起了基于新一代压电单晶的功能器件研究热潮。本研究团队在国际上率先利用Bridgman方法生长出了大尺寸、高质量PMN-PT等弛豫铁电单晶(d_(33)~2000 pC/N,k_(33)~92%),并对PMN-PT等弛豫铁电单晶的生长、多层次微观结构和性能调控进行了多方面的研究,发现弛豫铁电单晶不仅具有超高压电性能,还具有突出的热释电性能、电光性能以及与磁致伸缩材料复合形成磁电复合材料的超高磁电耦合性能。本研究团队多年来一直在努力推动弛豫铁电单晶在医用超声换能器、热释电红外探测器、电光器件、磁电型弱磁传感器等各种器件的应用研究。本文主要总结了弛豫铁电单晶的多功能特性,并介绍了本研究团队在弛豫铁电单晶器件应用上的研究结果。 展开更多

关键词 弛豫铁电单晶 PMN-PT 器件应用 超声换能器 热释电红外探测器 电光器件 弱磁传感器

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基于GMR的二维焊缝检测传感器的设计与实现 被引量：6

7

作者 徐明 朱名日 陈从生 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2006年第12期6-8,共3页

简述了基于GMR的二维焊缝检测传感器。为解决焊接加工自动化过程中焊缝的跟踪检测,将GMR焊枪悬浮高度传感器、焊缝检测传感器以及相应的微处理器有机集成,从而使传感器实现小型化智能化,减少对工件检测的死区范围。该传感器与自动焊接... 简述了基于GMR的二维焊缝检测传感器。为解决焊接加工自动化过程中焊缝的跟踪检测,将GMR焊枪悬浮高度传感器、焊缝检测传感器以及相应的微处理器有机集成,从而使传感器实现小型化智能化,减少对工件检测的死区范围。该传感器与自动焊接机组成的焊缝跟踪系统,焊缝跟踪精度高、响应速度块,减少了焊缝轨迹空间捕捉算法的复杂性。 展开更多

关键词 焊缝检测 集成化 磁敏传感器

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高灵敏度弱磁传感器研究 被引量：6

8

作者 曾宪金 李庆萌 +2 位作者 赵文辉 张军海 孙伟民 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第1期49-51,55,共4页

磁传感器在生物医学、资源探测和航空航天等领域有巨大的应用价值,基于原子自旋的弱磁传感器拥有目前最高的磁场测量灵敏度。但通常的方案采用射频场调制或远离共振的激光检测,前者增加了磁力仪的线宽,而后者对激光频率的锁定带来了困... 磁传感器在生物医学、资源探测和航空航天等领域有巨大的应用价值,基于原子自旋的弱磁传感器拥有目前最高的磁场测量灵敏度。但通常的方案采用射频场调制或远离共振的激光检测,前者增加了磁力仪的线宽,而后者对激光频率的锁定带来了困难。为了解决以上问题,提出了一种基于激光强度调制和圆二向色性检测的原子弱磁传感器方案,详细描述了其工作原理和系统构成,并对原子弱磁传感器的性能进行了测试。实验结果表明:原子弱磁传感器的磁共振线宽为22 Hz,在对恒定磁场进行30 min连续测量时,峰峰值抖动小于9 pT,灵敏度达到了0.12 pT/Hz1/2。 展开更多

关键词 弱磁传感器 激光强度调制 圆二向色性检测

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磁性纳米颗粒质量检测方法研究

9

作者 常鑫茹 刘志勇 《农业装备与车辆工程》 2024年第5期117-119,共3页

提出一种基于亥姆霍兹线圈和TMR磁传感器的磁性纳米颗粒质量检测方法和装置,在匀强磁场下使用TMR磁传感器对不同质量的磁性纳米颗粒弱磁响应信号进行检测,分析磁响应信号随质量变化的趋势并绘制标准化曲线。结果表明:磁性纳米颗粒弱磁... 提出一种基于亥姆霍兹线圈和TMR磁传感器的磁性纳米颗粒质量检测方法和装置,在匀强磁场下使用TMR磁传感器对不同质量的磁性纳米颗粒弱磁响应信号进行检测,分析磁响应信号随质量变化的趋势并绘制标准化曲线。结果表明:磁性纳米颗粒弱磁响应信号同质量之间呈正相关函数关系。所提方法和装置为进一步研究磁性纳米颗粒用于免疫分析和单分子检测以获取其他相关信息提供了理论基础,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 磁性纳米颗粒 弱磁检测 亥姆霍兹线圈 TMR磁传感器

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光纤微弱磁场传感器软件解调方法 被引量：4

10

作者 周晓军 林水生 +2 位作者 刘文达 刘永智 薛志英 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期261-263,共3页

介绍了高灵敏度光纤微弱磁场传感器的软件解调信号方法,其结果使传感器测量精度达到1 nT, 单位带宽最小探测磁场达到2.86×10-10 T/Hz1/2,动态范围达到60 dB。该方法对弱磁探测技术及干涉型光纤传感器的研究十分有用。

关键词 磁致伸缩换能器 微弱磁场 光纤传感器 马赫-然得尔干涉仪

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自适应LMS和相关算法在GMI磁传感器信号检测中的应用 被引量：5

11

作者 潘仲明 丁浩 陈敏 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期142-146,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 微弱信号检测 自适应LMS算法 相关算法 GMI磁传感器

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预应力混凝土结构开裂检测用弱磁传感器的研发与应用

12

作者 黎亮亮 郑荣国 +4 位作者 吴军武 张军 涂高鹏 董亚波 毛江鸿 《无损检测》 CAS 2023年第8期38-41,61,共5页

预应力混凝土结构广泛应用于公路和铁路桥梁建设中。受收缩徐变、荷载和温度等因素影响,混凝土在长期服役过程中可能会发生开裂,导致钢筋锈蚀或服役性能的劣化。已有的人工巡检和光纤传感等方法监测混凝土开裂时存在时效性和可靠性低等... 预应力混凝土结构广泛应用于公路和铁路桥梁建设中。受收缩徐变、荷载和温度等因素影响,混凝土在长期服役过程中可能会发生开裂,导致钢筋锈蚀或服役性能的劣化。已有的人工巡检和光纤传感等方法监测混凝土开裂时存在时效性和可靠性低等问题。基于漏磁效应和应力致磁化效应,研发了预应力混凝土结构开裂弱磁传感器并进行了可靠性分析和工程应用。结果表明,该弱磁传感器具有较高的灵敏度和可靠性,初步监测结果已得到大桥管理部门的证实,该系统可以实现对预应力混凝土开裂的实时、长期和自动化监测。 展开更多

关键词 预应力混凝土 开裂监测 漏磁效应 弱磁传感器

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磁致伸缩材料弱磁场响应特性的实验研究 被引量：2

13

作者 佟荣光 赵建林 +1 位作者 成振龙 周王民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期311-314,共4页

针对磁致伸缩材料在弱磁场传感器领域的应用需要,采用迈克耳逊干涉原理实验测量了零应力条件下Tb-Dy-Fe材料和Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度,以及不同应力下Fe-Ga合金的磁场响应特性和温度响应特性.实验结果表明:在零应力,外加磁场16mT条件... 针对磁致伸缩材料在弱磁场传感器领域的应用需要,采用迈克耳逊干涉原理实验测量了零应力条件下Tb-Dy-Fe材料和Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度,以及不同应力下Fe-Ga合金的磁场响应特性和温度响应特性.实验结果表明:在零应力,外加磁场16mT条件下,Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度远高于Tb-Dy-Fe材料,更合适作为弱磁场传感器敏感材料;同时,在1.2MPa预应力和26mT偏置磁场下,Fe-Ga合金材料具有较好的磁场响应灵敏度和较大的饱和磁致伸缩系数,因而处在最佳工作状态.所得到的材料的磁场和温度响应曲线可作为弱磁场传感器参量设计的参考依据. 展开更多

关键词 弱磁场传感器 磁致伸缩材料 Fe—Ga合金 Tb—Dy—Fe材料

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非晶合金带巨磁阻抗效应新型磁传感器研究 被引量：4

14

作者 鲍丙豪 周亚东 王伟志 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第9期3-5,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 非晶合金带 巨磁阻抗效应 峰值检波 弱磁传感器

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基于磁通门效应的非晶丝弱磁传感器 被引量：3

15

作者 李文涛 王世伟 +2 位作者 孙广杰 孙晓华 赵军 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第2期1-3,共3页

研制钴基非晶态合金丝制成的环形磁芯三绕组磁场传感器,缩小现有磁场传感器尺寸,提高传感器探头测量灵敏度和输出信噪比。采用旋转水纺法制备淬态非晶丝,经过电流退火工艺处理后作为传感器磁芯材料,利用环形三对称磁通门磁芯结构,有效... 研制钴基非晶态合金丝制成的环形磁芯三绕组磁场传感器,缩小现有磁场传感器尺寸,提高传感器探头测量灵敏度和输出信噪比。采用旋转水纺法制备淬态非晶丝,经过电流退火工艺处理后作为传感器磁芯材料,利用环形三对称磁通门磁芯结构,有效地减小磁芯材料不均匀造成的测量误差,提高探头的信噪比。通过单片机、信号发生电路、相敏滤波电路等环节的集成构成传感器测试系统,提高传感器的测量精度和稳定度。试验结果表明传感器探头灵敏度达到了设计要求。 展开更多

关键词 磁通门 非晶丝 环形磁芯 相敏检波 弱磁传感器

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CoFeSiB非晶丝弱磁场测量仪的研制 被引量：3

16

作者 邵思奇 孙亚娟 +1 位作者 张树玲 高贵 《大学物理实验》 2015年第1期1-4,共4页

设计了以Co基非晶丝为敏感元件的传感器探头,多谐振荡励磁电路,信号处理电路,单片机显示电路,且对该磁场测量仪进行了标定。

关键词 CoFeSiB非晶丝 巨磁阻抗效应 弱磁场传测量仪

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基于磁场矢量相位差的多传感器定位技术研究 被引量：3

17

作者 陈雅娟 周子健 +2 位作者 李清华 谢阳光 张一博 《航空科学技术》 2021年第10期74-79,共6页

磁信标定位系统展现出的强穿透性、低功耗、低延迟等特点,使其在复杂环境定位领域具有非常大的应用潜力。同时,磁信标定位系统还面临一些挑战,如磁场的快速衰减导致的信号信噪比降低、定位精度下降以及覆盖区域有限、复杂环境下信号可... 磁信标定位系统展现出的强穿透性、低功耗、低延迟等特点,使其在复杂环境定位领域具有非常大的应用潜力。同时,磁信标定位系统还面临一些挑战,如磁场的快速衰减导致的信号信噪比降低、定位精度下降以及覆盖区域有限、复杂环境下信号可能出现畸变以及在测距时需要磁矩等先验信息的问题。针对上述问题,本文提出了一种基于多传感器的正交旋转磁信标定位算法,并对低信噪比磁场信号的提取与参数辨识算法展开了研究。首先借助磁场矢量之间相位差的表达式求解出稳定的相对俯仰角信息,然后利用多个传感器之间的位置约束求解出目标点的相对方位。与传统磁信标定位系统相比,避免了使用磁矩等先验信息。试验结果显示,不使用磁矩等先验信息的情况下,在信噪比环境为-8dB的环境中,本算法解算得到的最大定位误差为0.23m,平均定位误差为0.09m,定位结果良好。 展开更多

关键词 磁场定位 弱磁信号 多传感器定位 相位差

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一种新型便携式弱磁场测量系统 被引量：2

18

作者 李良辉 康爱国 +2 位作者 刘喆颉 刘文斌 刘钰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第10期74-76,80,共4页

针对目前微弱磁场测量装置具有测量精度低、成本高、体积大等缺点。设计并制作了一种以TMR磁传感器为磁敏感探头的新型便携式微弱磁场测量系统,并通过液晶屏实时显示测量数据。通过FD-ICH-II新型螺线管磁场测定仪对本弱磁测量系统进行... 针对目前微弱磁场测量装置具有测量精度低、成本高、体积大等缺点。设计并制作了一种以TMR磁传感器为磁敏感探头的新型便携式微弱磁场测量系统,并通过液晶屏实时显示测量数据。通过FD-ICH-II新型螺线管磁场测定仪对本弱磁测量系统进行了标定实验,实验结果表明:该弱磁测量系统具有灵敏度高,较宽的测量范围,线性度高,测量平均误差小于1.2%,分辨率达到10-8T,满足弱磁测量的要求。对于某些特定场合,该弱磁测量系统完全可以得到应用。 展开更多

关键词 便携式 微弱磁场 TMR磁传感器 测量系统 应用

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基于非晶带GMI效应新型弱磁场传感器 被引量：2

19

作者 蒋峰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第1期7-9,15,共4页

利用退火处理后的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的弱磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了该传感器的信号处理电路,并对传感器的测量范围、线性度等性能进行了标定。传感器可应用于地球磁场... 利用退火处理后的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的弱磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了该传感器的信号处理电路,并对传感器的测量范围、线性度等性能进行了标定。传感器可应用于地球磁场、环境磁场等微弱磁场检测领域。 展开更多

关键词 巨磁阻抗效应 非晶态合金带 弱磁场传感器

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非晶带GMI效应闭环弱磁场传感器 被引量：2

20

作者 蒋峰 鲍丙豪 《电子器件》 CAS 北大核心 2015年第2期357-361,共5页

利用脉冲电流退火处理后的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的闭环磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了传感器的信号处理以及负反馈电路,并对传感器性能进行了测试。闭环传感器在线性量程为
... 利用脉冲电流退火处理后的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的闭环磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了传感器的信号处理以及负反馈电路,并对传感器性能进行了测试。闭环传感器在线性量程为±260A/m范围内,线性度提高为0.49%。传感器可应用于地球磁场、环境磁场等微弱磁场检测领域。 展开更多

关键词 弱磁场传感器 GMI效应 闭环 非晶带

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