基于巨磁阻抗效应磁场测量传感器研究.pdf

第 卷第 期 哈尔滨工业大学学报 年 月 基于巨磁阻抗效应磁场测量传感器研究 解伟男 梁慧敏 哈尔滨工业大学 空间控制与惯性技术研究中心 哈尔滨 哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院 哈尔滨 摘 要 针对非晶材料巨磁阻抗效应设计并实现了一种新型磁场测量传感器根据非晶丝的双峰特性分 析传感器的工作原理设计传感器的闭环负反馈结构建立了传感器的数学模型在此基础上通过分析传感 器的误差传递函数提出一种比例积分控制规律可有效地消除传感器的稳态误差提高传感器的线性度实 验结果表明在该控制器的作用下传感器的线性度优于 灵敏度达到 所设计的传感器具 有较好的性能指标 关键词 磁传感器巨磁阻抗效应非晶丝 中图分类号 文献标志码 文章编号 高性能的磁场测量要求传感器具有更小 响应速度快巨磁阻抗效应的研究 以及基 的体积更高的灵敏度更快的响应速度以及 于巨磁阻抗效应传感器的研制 都已经成 更好的稳定性而传统的磁传感器如磁通门 为该领域的研究前沿本文在前人研究的基础 传感器霍尔元件磁敏电阻巨磁电阻等都不 上设计了基于巨磁阻抗效应磁场传感器的闭 能很好地满足上述要求 年日本名古屋大 环负反馈结构为传感器建立了数学模型提 学的教授等人发现当具有零或负磁致伸 出了比例积分的控制方法实验数据表明研 缩系数的非晶丝通入高频电流时非 制的传感器具有较高的灵敏度和线性度 晶丝两端感生的电压幅值随外磁场而发生非 巨磁阻抗效应 常灵敏的变化并把此现象称为 巨磁阻抗效 应 巨磁阻抗效应 巨磁阻抗效应是指非晶态合金材料的交流阻 在室温下对弱磁场非常敏感而且效应显著 抗随外加磁场的改变而显著变化的效应产生巨 磁阻抗效应的本质是高频电流的趋肤效应 收稿日期 当交变电流 流过非晶丝时 基金项目 中国博士后科学基金资助项目 作者简介 解伟男 男讲师 非晶丝两端的交流电阻抗表示为 梁慧敏 女教授博士生导师 哈尔滨工业大学学报第 卷