MEMS磁场传感器的设计及测试

以U型梁为主要结构设计了一种新型的洛伦兹力驱动的磁场传感器,检测在磁场中作切割磁力线运动的金属线上的感生电压,实现磁场测量.首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模型并对其振动模态和频率进行了仿真.该MEMS磁场传感器采用标准的CMOS工艺加上后处理来实现.最后...     

基于HMC1022的磁场检测装置设计与研究

根据近几年来针对电磁测试空间性发展的研究,提出一种基于磁阻传感器探头测量动态磁场强度的方法,设计采用单片机的智能化控制磁场测量装置.该装置采用磁阻传感器探头测试二维平面内任何方向的磁场强度,通过单片机控制数据的采集与处理并由LED实时显示磁场的测量值.上位机采用Lab VIEW开发软件作为平台,进一步处理和显示数据.对测试结果进行数据分析,初步表明该测磁装置的设计是实际可行的,为后期的磁场测量研究打下基础.     

偶极子磁场测量误差对水下载体定位精度影响

将水下地磁异常视为偶极子磁性目标,通过安装在载体上的测量装置测量磁性目标磁场大小与梯度来确定目标与载体间的相对位置.分析了由于磁传感器轴间非正交、增益不一致与零点漂移以及磁传感器安装中心偏差和指向不一致等因素所引起的磁场大小和梯度测量误差,及对水下载体定位精度的影响,并对此进行了数值仿真.结果表明,与磁场梯度相比磁场大小相对误差较小,受误差源的影响较小;相比于安装中心错位和指向偏差,磁传感器的三轴正交性、轴间增益一致性等对磁场梯度测量精度的影响最为明显.水下磁异常定位算法的误差随磁场梯度误差增加而增大,为获得高精度定位必须采用性能优良的磁传感器或对其进行补偿.     

基于磁感式传感器的磁条空间磁场分布测量

针对智能循迹中磁条在不同的安装方式下导航测量的磁条部位会有所不同,为了确定磁检测传感器系统在磁条不同安装方式下对其精确有效的测量位置,提出了基于磁感式传感器的磁条空间磁场分布测量。采用了PNI(Pacific Nanotechnology Incorporated)磁感式传感器对磁条空间的磁场分布大小进行测量,在基于QT5的RS232串口上位机界面上,对使用的传感器在不同参数设置的情况下进行了工作性能的检测与分析,选取合适的测量参数设置。实验测试结果表明：测量磁条横截面360°的变化磁场的结果是稳定有效的。     

磁多谐振荡式微弱直流电流传感器

本文采用软磁坡莫合金环和场效应管设计了一种结构简单的非接触式直流电流传感器.这种传感器采用了磁多谐振荡器的电路结构,适合于微弱磁场和电流的测量.文中分析了测量直流电流时的工作原理,讨论了设计思想.研究表明,这种直流电流传感器灵敏度可达1mV/10μA,线性度可达2.4×10~(-4),精确度可达0.5%.     

超磁致伸缩力传感器及其实验研究

基于磁致伸缩逆效应原理,以超磁致伸缩棒为敏感元件研究了一种具有高灵敏度的新型超磁致伸缩力传感器,通过集成在结构内部的霍尔传感器测量磁通密度来实现静态力的测量.同时,为了提高传感器的测量灵敏度,提出了一种安装在霍尔传感器周围的不锈钢钢环的特殊结构.给出了超磁致伸缩力传感器的测量原理和设计过程,并通过实验研究确定了偏置磁场、预紧力和超磁致伸缩棒的尺寸等因素对传感器输出特性的影响规律,分别得到了传感器工作的最佳偏置磁场和预紧力,为超磁致伸缩力传感器的深入研究和精确控制提供了一种技术途径.     

垂直于膜面磁化的巨磁电阻传感器的微磁模拟

采用微磁模拟技术研究了一种高磁场传感器.该传感器的钉扎层采用垂直于膜面磁化的L10-FePt薄膜,感应层即自由层采用膜面内磁化的软磁NiFe薄膜.模拟计算表明,该传感器的磁场感应范围可提升到一个特斯拉,钉扎层的矫顽力和感应层的退磁场决定着该传感器的正负磁场感应窗是否对称.     

基于磁阻传感器的三维磁场测量系统的设计

设计了基于磁阻传感器HMC1001/2的三维磁场测量的系统.按照设计流程,将整个测量电路分为磁信号检测电路、信号调理电路、置位/复位电路、基于C8051F020单片机的A/D转换电路等四个模块,并制作了电路板.实验表明该系统可准确测量空间磁场,尤其适用于对弱磁场的测量.     

一种新型磁刺激场测量用传感器

提出了一种用于磁刺激场测量的新型点磁场测量传感器的理论设计．通过对有解析表达式的刺激磁场实际测量和理论计算比较，传感器对点磁场测量误差小于±５％，可用于磁刺激场分布的准确测量．     

基于三分量磁通门的消磁装置定向仪研制

本文针对在船舶消磁过程中消磁线圈电流定向困难的原因,研究了一种三分量磁通门消磁装置定向仪。该装置设计基于磁通门传感器测量技术,采用了安匝磁场计算方法和磁场叠加原理。该定向仪经实验测试,仪器磁场测量准确,能快捷、有效地测量出供给一定电流的消磁线圈磁场及其连接匝数和效率,性能优良。     

悬梁式磁流体惯性传感建模及输出可控性分析

提出在传统悬臂梁传感器结构中引入纳米功能材料磁流体,基于磁流体的磁粘可控特性,实现悬臂梁传感器的输出可控性.重点为建立其传感数学模型并进行运动分析,求得动态函数表达式,借助仿真数值方法得到传感模型中的幅值比与阻尼比、频率比的关系曲线,并对传感器可控性进行分析.结果表明,通过改变磁流体的粘度可实现传感器的输出可控性,最终实现宽量程传感测量,研究得出采用二脂基磁流体,选取激励电流为1.2A时磁流体传感量程可放大超过10倍.     

地磁场传感器及其在飞行体姿态测量中的应用

目的 研究飞行体姿态测量方法以及地磁传感器的姿态测量原理,建立地磁场传感器姿态测量数学模型,通过理论推导给出飞行体姿态的计算方法。方法 根据法拉第电磁感应定律,即线圈切割地磁场磁力线产生感应电动势的原理,设计一种基于地磁场传感器的姿态测量系统。结论 该地磁场传感器可应用于高过载旋转飞行体的姿态测量。     

传感器提离值对管道漏磁检测的影响

为了提高油气管道漏磁检测的准确度,需要在确保检测灵敏度的同时,减小磁传感器与被测油气管道表面的距离即提离值的波动的影响。分析了提离值选择的主要原则,并从磁路设计角度,提出了一种通过改进油气管道检测器结构抑制传感器提离值波动影响的方法。通过仿真计算验证了这种方法的效果。结果表明:该方法不仅可以有效地提高检测灵敏度,而且信噪比可以提升30%以上。该方法有助于为优化检测器结构和提高漏磁检测的准确度提供重要的依据。     

三维空间磁场结构数学模型及磁场方式三维定位装置

推导单圆环线圈三维空间磁场数学表达式并建立了磁场方式三维定位系统数学模型 ,在此基础上研制磁场方式三维定位装置 ,实现三维磁传感器探头六自由度实时定位及一维磁传感器探头五自由度实时定位 .该装置提供了一种利用对人体无害的磁场来测定内窥镜探头等医疗器械在人体内的三维位置及姿态的新方法 .     

基于巨磁阻元件的涡流／磁一体化阵列传感器

根据涡流、漏磁以及磁记忆检测的特点,基于巨磁阻元件开发了涡流／磁一体化阵列传感器,将电磁无损检测中动态、静态电磁场的测量统一起来,按照检测要求进行常规涡流、脉冲涡流、任意波激励涡流、漏磁以及磁记忆等检测方式。通过分组引线降低了传感器的布线难度,具有较高的扫描检测速度衍4用串行通信将传感器中存储于Flash芯片内的各项参数传输到主机,进行各种补偿和设置,提高传感器的性能。该传感器具有应用范围宽、测量范围大、体积小、稳定性好以及空间分辨率高等特点。     

肿瘤热疗交变磁场中场强分布测量装置

为了得到热疗用交变磁场场强的空间分布,设计并研制了基于DSP的磁场测量装置.该装置由3个部分构成:交变磁场传感器、感应电压信号处理采集模块和线圈传感器的三轴运动导轨.交变磁场传感器由面积很小的单匝线圈构成,相对较大的磁场分布空间,通过小线圈的磁场可近似视为均匀.线圈测得的磁场信号经过前端处理转化为数字信号.通过三轴运动导轨控制传感器的位置可以得到空间各点的磁场强度信号.由于DSP F2812具有良好的运动控制功能以及片载A/D较高采样的频率,可用来控制整个系统.根据磁场强度的分布可以确定热疗中升温效果最好的空间.     

基于ADuC845的稳恒磁场测量仪设计

针对磁场测量仪器电路复杂、携带不便等缺点,探讨了新型的稳恒磁场测量仪的设计方案.采用线性霍尔传感芯片SS495A1检测磁场信号,以单片机ADuc845为控制核心,完成磁场信号的程控放大、模数转换和数字滤波.经过实测,系统的稳定测量范围为-50mT至50mT,测量精度达0.1mT.     

数字化实验传感器的设计与实现

针对中学实验室使用的传感器,设计和制作了电压、电流、温度、湿度、磁、力等传感器,使测量值、感测值和实际物理量之间达到一定的线性关系。通过设计和制作的传感器,达到价格低廉和国产化率高。