CN101738587A - 一种微磁传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

一种微磁传感器
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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。此发明检测精度可达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。
发明内容：
本发明要解决的问题是：提高检测磁场强度精度，精度可达1nt，甚至更高。
一、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ΔZ/Zo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。
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：
本发明的有益效果是：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1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。
具体实施方式：
本发明具体实施方式为图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。

Claims (8)

1.一种微磁传感器，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所述的传感器，其特征在于：通过磁敏感器件的偏置电流和激励电流共同起作用。
5.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：磁敏感器件中间接地，两测为缠绕的线圈，差分形式输出信号。
6.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：激励源为正玄波激励源。
7.根据权利要求2、5所述的传感器，其特征在于：输出信号经放大电路、稳压电路反馈给外层线圈。
8.根据权利要求2、4、5所述的传感器，其特征在于：磁敏感器件为直径为15微米至35微米的软磁钴铁硼非晶态细丝。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915592A (zh) * 2010-07-15 2010-12-15 常州华辉电子设备有限公司 基于电磁感应的高精度定位系统
CN101915898A (zh) * 2010-07-30 2010-12-15 石家庄吉纳科技有限公司 非晶丝磁阻抗传感器以及基于非晶丝磁阻抗效应的磁场探测方法
CN101915900A (zh) * 2010-07-30 2010-12-15 石家庄吉纳科技有限公司 非晶丝磁阻抗传感器以及基于非晶丝磁阻抗效应的磁场探测方法
CN101930062A (zh) * 2010-07-30 2010-12-29 石家庄吉纳科技有限公司 非晶丝磁阻抗传感器以及基于非晶丝磁阻抗效应的磁场探测方法
CN102183736A (zh) * 2011-02-28 2011-09-14 上海奥波信息科技有限公司 一种弱磁场测量装置及方法
CN102478646A (zh) * 2010-11-29 2012-05-30 中国科学院合肥物质科学研究院 基于非晶磁芯线圈的磁敏传感器及其工作方法
CN102866366A (zh) * 2012-09-25 2013-01-09 北京机械设备研究所 一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置
CN104597418A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 Tdk株式会社 磁场检测装置
CN104849679A (zh) * 2014-02-18 2015-08-19 北京中电嘉泰科技有限公司 磁探头和包括该磁探头的磁场传感器
CN104865538A (zh) * 2014-02-25 2015-08-26 旺玖科技股份有限公司 检测超弱磁场的系统和方法、缓冲单元、激源单元
CN105122783A (zh) * 2013-02-21 2015-12-02 外兹-赛克有限公司 接近度检测
CN105929196A (zh) * 2016-05-11 2016-09-07 哈尔滨工业大学 基于铁磁微丝的柔性汗毛传感器及其应用
WO2017012469A1 (zh) * 2015-07-17 2017-01-26 袁丽 智能磁传感器和基于智能磁传感器的车辆检测方法
CN106646288A (zh) * 2017-02-21 2017-05-10 江汉大学 一种电磁感应装置
CN107132494A (zh) * 2017-06-21 2017-09-05 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于圈状非晶丝的gmi传感器探头及其制备方法
CN107132495A (zh) * 2017-06-21 2017-09-05 中国人民解放军国防科学技术大学 一种非晶丝与线圈分离的gmi传感器探头
CN108469593A (zh) * 2018-04-02 2018-08-31 南京麦科尼传感技术有限公司 一种基于非晶丝正交阵列的高分辨率正交磁通门全方位磁场梯度传感器
CN109164289A (zh) * 2018-09-04 2019-01-08 国创智能设备制造股份有限公司 新型微纳电流传感器
WO2022070842A1 (ja) * 2020-09-30 2022-04-07 愛知製鋼株式会社 マグネトインピーダンスセンサ素子
CN114659540A (zh) * 2022-03-29 2022-06-24 电子科技大学 基于磁偏置结构的高灵敏度声表面波矢量磁场传感系统
WO2023063036A1 (ja) * 2021-10-15 2023-04-20 愛知製鋼株式会社 磁気検出装置
WO2023151130A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 湖州久鼎电子有限公司 一种微波磁传感器及其测量方法

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915592A (zh) * 2010-07-15 2010-12-15 常州华辉电子设备有限公司 基于电磁感应的高精度定位系统
CN101915898A (zh) * 2010-07-30 2010-12-15 石家庄吉纳科技有限公司 非晶丝磁阻抗传感器以及基于非晶丝磁阻抗效应的磁场探测方法
CN101915900A (zh) * 2010-07-30 2010-12-15 石家庄吉纳科技有限公司 非晶丝磁阻抗传感器以及基于非晶丝磁阻抗效应的磁场探测方法
CN101930062A (zh) * 2010-07-30 2010-12-29 石家庄吉纳科技有限公司 非晶丝磁阻抗传感器以及基于非晶丝磁阻抗效应的磁场探测方法
CN102478646A (zh) * 2010-11-29 2012-05-30 中国科学院合肥物质科学研究院 基于非晶磁芯线圈的磁敏传感器及其工作方法
CN102183736A (zh) * 2011-02-28 2011-09-14 上海奥波信息科技有限公司 一种弱磁场测量装置及方法
CN102183736B (zh) * 2011-02-28 2013-10-02 上海奥波信息科技有限公司 一种弱磁场测量装置及方法
CN102866366A (zh) * 2012-09-25 2013-01-09 北京机械设备研究所 一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置
CN105122783B (zh) * 2013-02-21 2019-02-01 外兹-赛克有限公司 接近度检测
CN105122783A (zh) * 2013-02-21 2015-12-02 外兹-赛克有限公司 接近度检测
CN104597418B (zh) * 2013-10-30 2019-07-02 Tdk株式会社 磁场检测装置
CN104597418A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 Tdk株式会社 磁场检测装置
CN104849679A (zh) * 2014-02-18 2015-08-19 北京中电嘉泰科技有限公司 磁探头和包括该磁探头的磁场传感器
CN104865538A (zh) * 2014-02-25 2015-08-26 旺玖科技股份有限公司 检测超弱磁场的系统和方法、缓冲单元、激源单元
CN104865538B (zh) * 2014-02-25 2018-05-08 旺玖科技股份有限公司 检测超弱磁场的系统和方法、缓冲单元、激源单元
WO2017012469A1 (zh) * 2015-07-17 2017-01-26 袁丽 智能磁传感器和基于智能磁传感器的车辆检测方法
CN105929196B (zh) * 2016-05-11 2018-12-11 哈尔滨工业大学 基于铁磁微丝的柔性汗毛传感器及其应用
CN105929196A (zh) * 2016-05-11 2016-09-07 哈尔滨工业大学 基于铁磁微丝的柔性汗毛传感器及其应用
CN106646288A (zh) * 2017-02-21 2017-05-10 江汉大学 一种电磁感应装置
CN106646288B (zh) * 2017-02-21 2019-05-14 江汉大学 一种电磁感应装置
CN107132495A (zh) * 2017-06-21 2017-09-05 中国人民解放军国防科学技术大学 一种非晶丝与线圈分离的gmi传感器探头
CN107132494A (zh) * 2017-06-21 2017-09-05 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于圈状非晶丝的gmi传感器探头及其制备方法
CN107132494B (zh) * 2017-06-21 2019-10-29 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于圈状非晶丝的gmi传感器探头及其制备方法
CN108469593A (zh) * 2018-04-02 2018-08-31 南京麦科尼传感技术有限公司 一种基于非晶丝正交阵列的高分辨率正交磁通门全方位磁场梯度传感器
CN109164289A (zh) * 2018-09-04 2019-01-08 国创智能设备制造股份有限公司 新型微纳电流传感器
WO2022070842A1 (ja) * 2020-09-30 2022-04-07 愛知製鋼株式会社 マグネトインピーダンスセンサ素子
EP4191694A4 (en) * 2020-09-30 2024-01-10 Aichi Steel Corp MAGNETO-IMPEDANCE SENSOR ELEMENT
WO2023063036A1 (ja) * 2021-10-15 2023-04-20 愛知製鋼株式会社 磁気検出装置
WO2023151130A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 湖州久鼎电子有限公司 一种微波磁传感器及其测量方法
CN114659540A (zh) * 2022-03-29 2022-06-24 电子科技大学 基于磁偏置结构的高灵敏度声表面波矢量磁场传感系统
CN114659540B (zh) * 2022-03-29 2024-02-06 电子科技大学 基于磁偏置结构的高灵敏度声表面波矢量磁场传感系统

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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