CN106054091A - 利用地磁场标定非晶材料gmi性能的方法 - Google Patents
利用地磁场标定非晶材料gmi性能的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106054091A CN106054091A CN201610367377.XA CN201610367377A CN106054091A CN 106054091 A CN106054091 A CN 106054091A CN 201610367377 A CN201610367377 A CN 201610367377A CN 106054091 A CN106054091 A CN 106054091A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- calibrated
- crystalline material
- magnetic field
- peak
- earth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
- G01R33/1253—Measuring galvano-magnetic properties
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法,步骤包括:1)使用交流电压源驱动被标定的非晶材料,并为被标定的非晶材料串接分压电阻;2)在非屏蔽条件下沿水平面转动被标定的非晶材料,记录被标定的非晶材料输出电压的峰峰值最大值、峰峰值最小值;3)将所述峰峰值最大值作为被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压Vs,将所述峰峰值最小值作为被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压Vp,根据式(1)计算被标定的非晶材料的灵敏度。本发明具有不依赖于磁屏蔽环境,在非屏蔽条件下利用地磁场即可实现标定,标定准确度高、方法简单可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及脑机接口技术的脑磁信号采集装置,具体涉及一种利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法。
背景技术
在磁测量领域中,GMI磁传感器因其较宽的测量范围、较高的极限灵敏度以及其方便易用而广受关注。GMI效应就是当软磁性材料(多为Co基非晶和Fe基纳米晶)的丝或条带通以交流电流Iac时,材料两端感生的交流电压Uw随着丝纵向所加的外磁场Hex的变化而灵敏变化的现象,其实质是非晶材料自身的阻抗随外加磁场的灵敏变化。通过信号采集线圈,我们可以将阻抗值转化为电压值,从而实现对外磁场Hex的测量。
在测量中,非晶材料自身的阻抗性质对传感器最终的灵敏度有决定性影响。如图1所示,假设在50μT磁场变化下,GMI材料在没有放大的情况下电压输出变化为100mV(交流峰-峰值),则得到2mV/μT的灵敏度。如果放大电路对2mV的电压放大10万倍,就可以得到200mV/nT,即20mV/100pT的灵敏度。假设目标信噪比为5,则放大10万倍后多级放大器电压的输出噪声应该控制在4mV以内,也就是输入噪声应该控制在40nV以内。而目前输入噪声最多控制在200nV,这就要求材料的输出变化再增加5到10倍。从而,要求我们能够快速甄别不同非晶材料的性能,以找到符合需求的材料。
现有的非晶材料测试方法,必须要使用亥姆霍兹线圈产生给定大小的磁场提供标定基准,且要求测试必须在磁屏蔽环境中进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题,提供一种不依赖于磁屏蔽环境,在非屏蔽条件下利用地磁场即可实现标定,标定准确度高、方法简单可靠的利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法,步骤包括:
1)使用交流电压源驱动被标定的非晶材料,并为被标定的非晶材料串接分压电阻;
2)在非屏蔽条件下沿水平面转动被标定的非晶材料,记录被标定的非晶材料输出电压的峰峰值最大值、峰峰值最小值;
3)将所述峰峰值最大值作为被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压Vs,将所述峰峰值最小值作为被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压Vp,根据式(1)计算被标定的非晶材料的灵敏度;
K=(Vp-Vs)/B (1)
式(1)中,K表示被标定的非晶材料的灵敏度,Vp表示被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压,Vs表示被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压,B为地磁场大小。
优选地,所述步骤1)中为被标定的非晶材料串接分压电阻时,被标定的非晶材料的交流阻抗、分压电阻的电阻值之间的比值大于1:10。
优选地,所述地磁场大小B的值为50μT。
本发明利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法具有下述优点:本发明使用交流电压源驱动被标定的非晶材料,并为被标定的非晶材料串接分压电阻;在非屏蔽条件下沿水平面转动被标定的非晶材料,记录被标定的非晶材料输出电压的峰峰值最大值、峰峰值最小值,将所述峰峰值最大值作为被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压Vs,将所述峰峰值最小值作为被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压Vp并计算被标定的非晶材料的灵敏度,具有不依赖于磁屏蔽环境,在非屏蔽条件下利用地磁场即可实现标定,标定准确度高、方法简单可靠的优点。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例方法的测量电路原理示意图。
具体实施方式
如图1所示,本实施例利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法的步骤包括:
1)使用交流电压源驱动被标定的非晶材料,并为被标定的非晶材料串接分压电阻R1,参见图2;
2)在非屏蔽条件下沿水平面转动被标定的非晶材料,记录被标定的非晶材料输出电压的峰峰值最大值、峰峰值最小值;参见图2,本实施例中采用示波器分别接地、非晶材料和分压电阻R1之间、电压源三点,以检测非晶材料输出电压的峰峰值最大值、峰峰值最小值;
3)将所述峰峰值最大值作为被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压Vs,将所述峰峰值最小值作为被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压Vp,根据式(1)计算被标定的非晶材料的灵敏度;
K=(Vp-Vs)/B (1)
式(1)中,K表示被标定的非晶材料的灵敏度,Vp表示被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压,Vs表示被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压,B为地磁场大小。地磁场大小B具体是指测试地点的地磁场大小,一般而言,地磁场大小B可取值50μT。在获得被标定的非晶材料的灵敏度的基础上,即可利用对被标定的非晶材料进行GMI效应灵敏度的衡量,筛选掉不符合条件的非晶材料。
同时需要注意的是,非晶材料本身的交流阻抗也是一个重要指标。过小的交流阻抗,为了满足电流(工作点)恒定的条件,分压电阻R1必须尽可能大,从而非晶材料的分压比例过小,导致尽管有很高的灵敏度,却依然不足以产生足够大的变化值。因此对于非晶材料而言,足够大的灵敏度和交流阻抗是满足使用条件材料(产生足够的电压变化)的重要指标。为了达到上述目标,本实施例步骤1)中为被标定的非晶材料串接分压电阻R1时,被标定的非晶材料的交流阻抗、分压电阻R1的电阻值之间的比值大于1:10,该比值若小于1:10,则非晶材料将被视作不满足使用要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法,其特征在于步骤包括:
1)使用交流电压源驱动被标定的非晶材料,并为被标定的非晶材料串接分压电阻;
2)在非屏蔽条件下沿水平面转动被标定的非晶材料,记录被标定的非晶材料输出电压的峰峰值最大值、峰峰值最小值;
3)将所述峰峰值最大值作为被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压Vs,将所述峰峰值最小值作为被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压Vp,根据式(1)计算被标定的非晶材料的灵敏度;
K=(Vp-Vs)/B (1)
式(1)中,K表示被标定的非晶材料的灵敏度,Vp表示被标定的非晶材料垂直于地磁场时输出的电压,Vs表示被标定的非晶材料平行于地磁场时输出的电压,B为地磁场大小。
2.根据权利要求1所述的利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法,其特征在于,所述步骤1)中为被标定的非晶材料串接分压电阻时,被标定的非晶材料的交流阻抗、分压电阻的电阻值之间的比值大于1:10。
3.根据权利要求1或2所述的利用地磁场标定非晶材料GMI性能的方法,其特征在于,所述地磁场大小B的值为50μT。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610367377.XA CN106054091B (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 利用地磁场标定非晶材料gmi性能的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610367377.XA CN106054091B (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 利用地磁场标定非晶材料gmi性能的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106054091A true CN106054091A (zh) | 2016-10-26 |
CN106054091B CN106054091B (zh) | 2018-11-13 |
Family
ID=57175726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610367377.XA Active CN106054091B (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 利用地磁场标定非晶材料gmi性能的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106054091B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110693495A (zh) * | 2019-09-11 | 2020-01-17 | 杭州祝和科技有限公司 | 一种高精度磁矢量检测装置及方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101038305A (zh) * | 2007-03-06 | 2007-09-19 | 吉林大学 | 阵列式巨磁阻抗效应电流传感器 |
CN201590184U (zh) * | 2009-11-30 | 2010-09-22 | 河海大学 | 一种巨磁电阻效应的实验装置 |
DE102010062237A1 (de) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Kalibrieren eines Magnetfeldsensors |
CN102853760A (zh) * | 2012-09-13 | 2013-01-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种三轴磁传感器磁轴垂直度的标定方法 |
CN104561868A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种非晶微丝具有极高巨磁阻抗效应的方法 |
US20150219689A1 (en) * | 2011-07-06 | 2015-08-06 | Everspin Technologies, Inc. | Probe card and method for testing magnetic sensors |
-
2016
- 2016-05-27 CN CN201610367377.XA patent/CN106054091B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101038305A (zh) * | 2007-03-06 | 2007-09-19 | 吉林大学 | 阵列式巨磁阻抗效应电流传感器 |
CN201590184U (zh) * | 2009-11-30 | 2010-09-22 | 河海大学 | 一种巨磁电阻效应的实验装置 |
DE102010062237A1 (de) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Kalibrieren eines Magnetfeldsensors |
US20150219689A1 (en) * | 2011-07-06 | 2015-08-06 | Everspin Technologies, Inc. | Probe card and method for testing magnetic sensors |
CN102853760A (zh) * | 2012-09-13 | 2013-01-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种三轴磁传感器磁轴垂直度的标定方法 |
CN104561868A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种非晶微丝具有极高巨磁阻抗效应的方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
B. DUFAY 等: "Development of a High Sensitivity Giant Magneto-Impedance Magnetometer: Comparison With a Commercial Flux-Gate", 《IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS》 * |
KUNIHISA TASHIRO 等: "Desktop Magnetic Shielding System for the Calibration of High-Sensitivity Magnetometers", 《IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS》 * |
吕维维 等: "基于铁基纳米晶带巨磁阻抗效应的磁强计设计", 《空间科学学报》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110693495A (zh) * | 2019-09-11 | 2020-01-17 | 杭州祝和科技有限公司 | 一种高精度磁矢量检测装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106054091B (zh) | 2018-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11187729B2 (en) | Current sensor chip with magnetic field sensor | |
CN103616550A (zh) | 巨磁阻电流传感器 | |
CN109142843A (zh) | 一种便携的智能测控仪表 | |
CN103245819A (zh) | 采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法 | |
CN103235189A (zh) | 一种基于双电流电压比率法的微电阻高精度测量方法及实现该方法的测量系统 | |
CN104793151A (zh) | 一种磁性元件的磁场测量装置及测量方法 | |
CN106526283A (zh) | 一种基于巨磁阻效应的多量程电流传感装置 | |
CN108089143A (zh) | 分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片 | |
CN106054091A (zh) | 利用地磁场标定非晶材料gmi性能的方法 | |
CN102841366B (zh) | 脉冲幅度甄别器甄别阈测定方法及系统 | |
CN105589450A (zh) | 一种飞机流量控制盒测试系统的校准方法 | |
CN102565723A (zh) | 磁通门式宽量程测磁仪 | |
CN111044963B (zh) | 采用同轴分流器的高频电流传感器校准方法及装置 | |
CN102680933B (zh) | 一种高带宽示波器的幅值及相位校准方法 | |
CN104678339B (zh) | 一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置、系统及方法 | |
CN104950275A (zh) | 超导量子干涉器磁传感器的性能测试装置及方法 | |
CN208969228U (zh) | 一种带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定装置 | |
CN204556804U (zh) | 一种磁性元件的磁场测量装置 | |
CN203502489U (zh) | 一种能够将电压表扩大测量范围的改进电路 | |
CN103913192B (zh) | 一种电荷放大单元校准装置及校准方法 | |
CN106569156A (zh) | 一种对变电站开关操作瞬态测量的探头及高频测量方法 | |
CN206378535U (zh) | 一种小电阻阻值的检测平台 | |
CN207036946U (zh) | 一种电流测量装置 | |
CN106908647A (zh) | 电流检测电路 | |
CN110412485A (zh) | 一种输出电流检测电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |