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非晶带GMI和AGMI效应及基于三维磁传感器的空间姿态检测仪研究

更新时间：2020-03-26 00:10:16 大小：7M 上传用户：zhengdai查看TA发布的资源 标签：gmiagmi传感器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

在现代测量技术中，通过磁场能测定很多物理量，磁传感器技术的提高在一定程度上能推动测量技术的发展，而弱磁场及微弱磁场的测量技术在很大程度反映了磁传感器的发展水平。本文研究了基于巨磁阻抗(GMI)效应的弱磁传感器，该传感器在室温下，对弱磁场具有极高的灵敏度，在电子测量领域具有广阔的应用前景。在GMI效应弱磁传感器研究的基础上，本文根据地磁场的矢量性进一步设计了空间姿态检测仪，实现了GMI效应的一种应用。

  首先本文分别对GMI和非对称巨磁阻抗(AGMI)效应进行了研究，发现AGMI效应能有效改善GMI效应在零磁场附近的特性。通过查阅国内外相关文献及研究成果，分析影响GMI效应的因素及产生AGMI效应的方法。通过实验研究了激励电流的频率、幅值对GMI效应的影响及不同激励方式下的GMI效应和AGMI效应。本文选择脉冲电流退火的钴基非晶带为敏感材料，采用正弦波激励，对GMI和AGMI效应进行了实验研究，结果表明:在横向激励方式下，激励电流频率为4MHz，幅值为10mA时，钴基非晶带既有较高的最大阻抗变化率，又有较大的阻抗磁灵敏度;非晶带在通有一偏置直流的情况下，会出现AGMI效应，对GMI效应在零磁场附近的特性有一定改善;若采用正交激励（同时有激励电流流过非晶带和绕于非晶带上的线圈，两者产生的磁场正交）的方式，同样也能明显改善GMI效应在零磁场附近的特性，且极大提高最大阻抗变化率和阻抗磁灵敏度;若采用正交激励及直流偏置的方式，将产生明显的AGMI效应，极大改善GMI效应在零磁场附近的特性，进一步提高最大阻抗变化率和阻抗磁灵敏度。

  其次设计了单轴的钴基非晶带AGMI效应弱磁传感器，它采用了正交激励及直流偏置，信号处理电路包括高频信号发生电路、自动增益控制(AGC)稳幅电路、V/I转换电路、放大电路、检波电路、滤波电路及差动放大电路。对传感器进行试验标定及数据分析，所得传感器性能指标:-1.0Oe～1.0Oe量程，灵敏度1.6704V/Oe，线性度1.78％FS，满足了弱磁场的测量要求。

  最后设计了三轴正交激励的GMI效应磁传感器，并结合基于微机电系统(MEMS)的三轴陀螺仪和三轴加速度计、单片机研制了空间姿态检测仪。三轴磁传感器是在实验研究激励方式和单轴磁传感器电...

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