一类新型非晶丝微磁探测器在坦克静态 磁场分析中的应用

在了解FeCoSiB非晶丝材料物理特性的基础上,利用傅里叶解析法对非晶丝的巨磁阻抗效应展开分析,对其数学模型进行实验验证.进而探讨基于非晶丝传感元件的高灵敏度微磁物理场探测技术及电路实现途径,并以CPLD芯片为核心设计信号处理电路.实验结果证明传感器在0～1T的量程内具有较好的线性度,其分辨率可达100nT.并利用这种新型微磁探测器对地磁场变化的高灵敏性,分析坦克目标静态复合磁场的空间分布及通过特性,提高了数理模型的准确性.     

基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制

为提高导航、制导与引信等系统的目标探测和抗干扰能力,摆脱对GPS、伽利略等系统的依赖,在阐述非晶丝材料特性及其巨磁阻抗效应概念内涵和分析该领域国内外研究状况基础上,提出了一种基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制.讨论了导航、制导及引信等系统要实现基于非晶丝的微磁物理场探测需解决的几个关键技术,分别就非晶丝磁探测基本技术理论、非晶丝磁滞特性及其抑制/补偿技术、非晶丝磁探测器的高灵敏度实现技术、目标探测与识别、非晶丝探测器弹(轨)道环境适应性等问题进行了分析和阐述,并给出了其基本技术途径.最后对该体制的应用前景进行了展望.     

基于非晶丝GMI效应的微磁探测器

非晶丝具有优良的软磁和近零磁滞特性,为设计出灵敏度高、输出线性范围宽的微磁探测器,通过分析非晶丝巨磁阻抗(Giant Magneto Impedance,GMI)效应影响因素和存在的问题,设计了特殊结构的磁敏感元件,解决了带负反馈电路传感器电路复杂和双线圈绕制困难的问题。同时设计了高频脉冲电流发生器、信号预处理电路和数字信号处理模块,共同构成微磁探测器。对传感器和探测器分别进行了实验。结果证明:该传感器在±3Oe磁场范围内具有良好的线性,传感器磁场灵敏度可达65mV/Oe,并具有良好的温度稳定性;探测器的磁场分辨率为50μOe,能够灵敏探测微小铁磁物体。     

基于非品丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制

为提高导航、制导与引信等系统的目标探测和抗干扰能力。摆脱对GPS、伽利略等系统的依赖,在阐述非晶丝材料特性及其巨磁阻抗效应概念内涵和分析该领域国内外研究状况基础上。提出了一种基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制。讨论了导航、制导及引信等系统要实现基于非晶丝的微磁物理场探测需解决的几个关键技术,分别就非晶丝磁探测基本技术理论、非晶丝磁滞特性及其抑制／补偿技术、非晶丝磁探测器的高灵敏度实现技术、目标探测与识别、非晶丝探测器弹（轨）道环境适应性等问题进行了分析和阐述。并给出了其基本技术途径。最后对该体制的应用前景进行了展望。     

基于纵向激励的铁基非晶带弱磁传感器研究

为研制高性能的弱磁传感器,通过纵向激励方式,使得铁基非晶带Fe78Si9B13具有高巨磁阻抗(GM I)效应。在传感器电路设计中,RC反相振荡电路与开关管构成脉冲信号发生电路;峰值检波电路、无源低通滤波电路与AD620差分运算电路构成信号调理电路;由双运放组成的V/I转换电路作为负反馈电路。对基于GM I效应的弱磁传感器的输出进行了试验标定与数据分析。测试结果表明:在磁场-210μT至210μT范围内,灵敏度为5.7 mV/μT、线性度为0.87%,重复性为0.63%,迟滞误差为±0.36%,达到了实际的弱磁场测试要求。     

反馈式巨磁阻抗弱磁传感器的设计与实现

为提高基于巨磁阻抗(GMI)效应的弱磁传感器的性能,该文研究了Fe基非晶带在纵向激励下的GMI特性.建立和分析了传感器反馈模型,设计了反馈式GMI弱磁传感器.由CMOS集成反相器组成脉冲激励电路,由峰值检波电路、低通滤波电路、差分放大电路及电压跟随器组成信号调理电路,由仪用放大器、低通滤波电路、电阻和电感组成负反馈电路.利用亥姆霍兹线圈和标准恒流电源组成标定系统,对该传感器进行了加反馈和不加反馈两种情况下的对比测试.实验结果表明:在外加磁场强度为-2.5～2.5Oe范围内,该反馈式GMI弱磁传感器较无反馈的GMI弱磁传感器的线性度指标提高了41％;传感器输出的漂移在不加反馈时为10～20 mV/h,加入负反馈后在无外加磁场时为2 mV/h,在外加磁场强度为2.5Oe时为3 mV/h;传感器的截止频率在未加反馈时约为2 kHz,加入负反馈后提高到了4 kHz以上.     

基于Fe基非晶薄带的宽线性GMI传感器

基于Fe76Si7.6B9.5p5C1.9非晶合金薄带的巨磁阻抗特性,研制了一种新型磁敏传感器.介绍了Fe76Si7.6B9.5P5C1.9非晶合金薄带的GMI特性及磁敏传感器的电路原理,并对磁敏传感器进行了性能测试.实验结果表明:该传感器的重复性好,迟滞误差小,线性范围广,并且在弱磁场作用下仍然可以保持良好的线性度,灵敏度为3.49mV/(A·m-1).     

基于PGMA磁微球的纳米机械免疫传感器的片上磁分离

应用具有磁性和抗体双重靶向功能的聚甲基丙烯酸环氧丙酯磁微球,设计出新型微悬臂梁式免疫传感器,借助微平面电感线圈,实现在液相环境中,加电流时磁微球吸附,去电流时磁性微球解析并重新分布,解决传统微悬臂梁式免疫传感器的不足．着重研究片上磁分离机理,梁上微电感线圈结构,微磁场对磁微球的吸引,设计并优化出满足新型微悬臂梁式免疫传感器所需线长200μm、宽10μm、线间距厚10μm、1μm的钛金材料蛇形微平面电感线圈．通过生物磁分离实验,验证了设计及优化的结果,实现了用于生物分子分离的片上磁分离技术．     

单轴定位磁标识清管器方法研究

为得到单轴磁传感器在磁源标识清管器定位中的最佳探测姿态,采用数值模拟的方法,对直管和弯管进行建模分析,取清管器正上方测面处的多个测点,分别研究各测点在空间多个方向上的磁场波动值,通过比较波动值大小即可得到最佳的探测方向。根据实际管道铺设方式的不同,对水平走向管道进行分析,得知当清管器通过探测点时,垂直于管道轴线方向的磁波动分量值最大,该波动值可被单轴传感器有效检测。采用管道倾角θ及管道偏角γ这2个变量来描述弯折管道,结果表明,在与管道相垂直的方向上磁波动分量值最大,并且综合倾角与偏角均存在的情况,单轴传感器也应垂直于管道安装。进行了相关的等效实验,验证了数值模拟结果的正确性。由此可得,探测时单轴磁传感器测量方向应垂直于管道轴线方向。     

非晶Co基软磁合金巨磁阻抗效应研究

巨磁阻抗可应用于微型高灵敏度磁传感器．我们研究了三种非晶合金薄带的巨磁阻抗效应．实验表明,在一定频率范围内提高测试频率,磁阻抗效应有明显提高;适当温度的退火也有助于磁阻抗效应的提高．其中成分为Ｃｏ７０Ｆｅ４．５Ｎｉ４Ｎｂ１Ｓｉ１２．５Ｂ８的非晶合金带的效应最显著,制备态非晶样品在频率为 ５ＭＨｚ下达 １２０％左右,经过退火处理的非晶样品在 ５ＭＨｚ下的效应可达４００％左右。