CN107290696A - 一种基于pcb的gmi传感器探头及其制备方法 - Google Patents

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徐�明
周宗潭
郭善磁
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Abstract

本发明公开了一种基于PCB的GMI传感器探头及其制备方法，GMI传感器探头包括PCB板和信号拾取线圈，所述PCB板上设有蚀刻形成的凹槽，所述凹槽中设有非晶丝，且所述PCB板上位于凹槽的两侧各设有一排过孔，所述信号拾取线圈由导线依次穿过过孔在PCB板的正反面交替绕行形成。制备方法的实施步骤包括：在PCB板的表面蚀刻形成的凹槽，且在凹槽中放置非晶丝，且在PCB板上位于凹槽的两侧各加工形成一排过孔；将导线依次穿过过孔在PCB板的正反面交替绕行形成信号拾取线圈。本发明具有工艺简单且稳定、加工工艺成熟简单、成本低廉、应用灵活方便的优点。

Description

一种基于PCB的GMI传感器探头及其制备方法
技术领域
本发明涉及脑机接口技术研究实验的生物磁信号采集装置，具体涉及一种基于PCB的GMI传感器探头及其制备方法。
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I ac 时，材料两端感生的交流电压U w 随着丝纵向所加的外磁场H ex 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H ex 的测量。在这一过程中，采集线圈的匝数和距离非晶丝的距离（绕径），是影响传感器灵敏度等关键性能指标的重要因素。
如图1所示，传统的探头设计方案将信号拾取线圈（参见图1中的③-④）紧密绕置于非晶丝（参见图1中的①-②）的四周，非晶丝本身是一种只有几十微米直径的柔软细丝，将线圈绕置于非晶丝四周的方案，线圈的匝数和绕径受非晶丝物理材质的限制，往往需要复杂的加工工艺和很高的加工成本，才能获得理想的效果。不仅费时费力，而且很难保证线圈匝数和绕径的稳定性。如何在有限的加工能力和成本下获得稳定匝数、绕径的信号拾取线圈，需要对探头尤其是线圈的绕线方式进行一个新的设计。
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，提供一种工艺简单且稳定、加工工艺成熟简单、成本低廉、应用灵活方便的基于PCB的GMI传感器探头及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一方面，本发明提供一种基于PCB的GMI传感器探头，包括PCB板和信号拾取线圈，所述PCB板上设有蚀刻形成的凹槽，所述凹槽中设有非晶丝，且所述PCB板上位于凹槽的两侧各设有一排过孔，所述信号拾取线圈由导线依次穿过过孔在PCB板的正反面交替绕行形成。
优选地，所述PCB板的两侧设有用于连接驱动信号的邮票孔，所述非晶丝两端分别与邮票孔相连。
优选地，所述PCB板为双层PCB板。
另一方面，本发明还提供基于PCB的GMI传感器探头的制备方法，实施步骤包括：在PCB板的表面蚀刻形成的凹槽，且在凹槽中放置非晶丝，且在PCB板上位于凹槽的两侧各加工形成一排过孔；将导线依次穿过过孔在PCB板的正反面交替绕行形成信号拾取线圈。
本发明基于PCB的GMI传感器探头具有下述优点：
1、本发明基于PCB的GMI传感器探头包括PCB板和信号拾取线圈，所述PCB板上设有蚀刻形成的凹槽，所述凹槽中设有非晶丝，且所述PCB板上位于凹槽的两侧各设有一排过孔，所述信号拾取线圈由导线依次穿过过孔在PCB板的正反面交替绕行形成，基于PCB板加工工艺实现，技术非常成熟，成本低廉，一旦完成加工，只需要进行导线的穿行即可，具有工艺简单且稳定、加工工艺成熟简单、成本低廉的优点。
2、本发明的信号拾取线圈由导线依次穿过过孔在PCB板的正反面交替绕行形成，比较于圈状线圈的绕置，线圈的匝数和绕径，完全可以通过在PCB板上预置的过孔的数量和与非晶丝之间的距离进行控制，具有应用灵活方便的优点。
本发明基于PCB的GMI传感器探头的制备方法为用于专门制备本发明基于PCB的GMI传感器探头的方法，能够制备本发明基于PCB的GMI传感器探头，因此同样也具有本发明基于PCB的GMI传感器探头的前述优点，在此不再赘述。
附图说明
图1为现有技术的GMI传感器探头结构示意图。
图2为本发明实施例的GMI传感器探头结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实施例基于PCB的GMI传感器探头包括PCB板1和信号拾取线圈2，PCB板1上设有蚀刻形成的凹槽11，凹槽11中设有非晶丝3，且PCB板1上位于凹槽11的两侧各设有一排过孔12，信号拾取线圈2由导线依次穿过过孔12在PCB板1的正反面交替绕行形成。本实施例中，信号拾取线圈2并不是传统的圈状线圈，而是一个Z字形线圈。
本实施例中，PCB板1的两侧设有用于连接驱动信号的邮票孔14，非晶丝3两端分别与邮票孔14相连，通过上述结构实现了非晶丝3的封装，确保非晶丝3连接稳定可靠。
本实施例中，PCB板1为双层PCB板。此外，也可以根据需要采用多层PCB板，其原理与本实施例相同，故在此不再赘述。
本实施例基于PCB的GMI传感器探头的制备方法的实施步骤包括：在PCB板1的表面蚀刻形成的凹槽11（数十微米直径），且在凹槽11中放置非晶丝3，且在PCB板1上位于凹槽11的两侧各加工形成一排过孔12；将导线依次穿过过孔12在PCB板1的正反面交替绕行形成信号拾取线圈2。
本实施例基于PCB的GMI传感器探头的这种设计方案，由于基于PCB加工工艺，技术非常成熟，成本低廉。同时，信号拾取线圈2由导线依次穿过过孔12在PCB板1的正反面交替绕行形成，相比较于圈状线圈的绕置，线圈的匝数和绕径，完全可以通过在PCB板1上预置的过孔的数量和与非晶丝之间的距离进行控制。一旦完成加工，只需要进行导线的穿行即可，工艺简单且稳定。当然，本实施例基于PCB的GMI传感器探头的缺点在于，匝数和与绕径一旦设定就无法进行修改，但是这个缺点可以通过预制大量不同参数的PCB板1进行克服，这也体现了PCB板1的加工工艺成熟简单、成本低廉的优点。
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 (4)

1.一种基于PCB的GMI传感器探头，其特征在于：包括PCB板（1）和信号拾取线圈（2），所述PCB板（1）上设有蚀刻形成的凹槽（11），所述凹槽（11）中设有非晶丝（3），且所述PCB板（1）上位于凹槽（11）的两侧各设有一排过孔（12），所述信号拾取线圈（2）由导线依次穿过过孔（12）在PCB板（1）的正反面交替绕行形成。
2.根据权利要求1所述的基于PCB的GMI传感器探头，其特征在于：所述PCB板（1）的两侧设有用于连接驱动信号的邮票孔（14），所述非晶丝（3）两端分别与邮票孔（14）相连。
3.根据权利要求1所述的基于PCB的GMI传感器探头，其特征在于：所述PCB板（1）为双层PCB板。
4.一种权利要求1～3中任意一项所述基于PCB的GMI传感器探头的制备方法，其特征在于实施步骤包括：在PCB板（1）的表面蚀刻形成的凹槽（11），且在凹槽（11）中放置非晶丝（3），且在PCB板（1）上位于凹槽（11）的两侧各加工形成一排过孔（12）；将导线依次穿过过孔（12）在PCB板（1）的正反面交替绕行形成信号拾取线圈（2）。
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