本文關(guān)鍵詞：一種鐵基納米結(jié)晶薄帶GMI磁傳感器設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁場測量技術(shù)是研究磁現(xiàn)象的重要手段,已成為一門獨(dú)立的學(xué)科。高靈敏度的弱磁場測量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,“上天”可測量宇宙磁場、為衛(wèi)星與航天器定姿;“下�！笨捎糜谔綔y船只潛艇;“入地”可進(jìn)行石油礦藏勘探;在日常生活生產(chǎn)中還可以應(yīng)用在材料無損探傷等諸多領(lǐng)域。巨磁阻抗(GMI)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),為空間磁場探測又提供一種新的選項(xiàng)。采用非晶絲或納米結(jié)晶材料可以制備不同形態(tài)的磁芯,通過這些磁芯制作具有GMI效應(yīng)的磁傳感器,在尺寸、功耗和靈敏度等方向均有進(jìn)步,引起了國內(nèi)外科學(xué)家的重視和關(guān)注。為了打破歐美等國在高靈敏度磁強(qiáng)計(jì)上的壟斷地位、促進(jìn)我國高靈敏度弱磁探測技術(shù)和微型化的發(fā)展,我們必須深入研究基于GMI效應(yīng)的磁強(qiáng)計(jì)。本論文主要就GMI效應(yīng)基于Fe基納米結(jié)晶的巨磁阻抗效應(yīng)傳感器進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。通過前期的論文調(diào)研,解釋了GMI效應(yīng)的發(fā)生的根本原因和進(jìn)行磁場測量的原理,得出采用GMI效應(yīng)進(jìn)行高精度磁測是可行的,提出了磁場測量的設(shè)計(jì)方案并搭建出了整個磁強(qiáng)計(jì)的測量系統(tǒng)裝置,并對GMI磁傳感器的測量范圍、靈敏度等性能指標(biāo)進(jìn)行測量和分析。通過對不同軟磁材料的對比分析,本文最終選擇Fe基納米結(jié)晶薄帶作為敏感元件的材料,非晶薄帶一般比的納米結(jié)晶各向異性要低約一兩個數(shù)量級;非晶材料的最佳頻率將比納米晶大得多;它的飽和磁致伸縮系數(shù)很小且?guī)缀鯖]有磁后效效應(yīng)�？紤]到空間結(jié)構(gòu)的緊奏型和穩(wěn)定性,本文設(shè)計(jì)了通過縱向激勵的方式來作用于敏感元件,以Fe基納米結(jié)晶薄帶為磁芯,建立了縱向激勵的薄帶磁芯磁化模型,通過仿真不同元件材料參數(shù)和激勵信號參數(shù),選擇最佳激勵信號和材料參數(shù)。硬件電路部分提出了從電路設(shè)計(jì)、元件選擇、抗干擾和電磁兼容一套完整的設(shè)計(jì)方案。最后通過靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)表明。激勵信號頻率為k H100z的條件下,開環(huán)靈敏度為V012.0n Tm/,阻抗變化率高達(dá)%29,線性度小于%2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本課題設(shè)計(jì)的巨磁阻抗磁強(qiáng)計(jì)可以測量?6n T5000的磁場,且性能良好。
【關(guān)鍵詞】：巨磁阻抗效應(yīng) 磁傳感器 弱磁測量 鐵基納米結(jié)晶薄帶 高靈敏度
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 引言12-16
• 1.2 基于GMI磁傳感器研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3 GMI磁傳感器的應(yīng)用20-22
• 1.4 本課題的研究意義與目標(biāo)22-23
• 1.5 本論文的主要內(nèi)容23-24
• 1.6 本章小結(jié)24-25
• 第二章 基于GMI效應(yīng)的理論研究25-32
• 2.1 GMI效應(yīng)的的產(chǎn)生機(jī)制25-27
• 2.2 GMI效應(yīng)的測量方法27-28
• 2.3 GMI效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究28-31
• 2.3.1 GMI效應(yīng)與驅(qū)動電流頻率的關(guān)系28-29
• 2.3.2 GMI效應(yīng)與不同驅(qū)動方式的關(guān)系29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章GMI材料的特性研究32-41
• 3.1 不同材料的軟磁特性的分析研究32-33
• 3.2 不同材料制備和GMI效應(yīng)研究33-38
• 3.2.1 Co基絲33-34
• 3.2.2 非晶帶材34-37
• 3.2.3 Fe基納米結(jié)晶薄帶37-38
• 3.3 提高材料GMI效應(yīng)的熱處理方法38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章GMI傳感器的總體設(shè)計(jì)41-56
• 4.1 GMI傳感器的總體設(shè)計(jì)方案41-42
• 4.2 基于Fe基納米結(jié)晶薄帶GMI效應(yīng)模型建立42-46
• 4.3 傳感器敏感元件的設(shè)計(jì)46-54
• 4.3.1 材料磁化參數(shù)的設(shè)計(jì)46-49
• 4.3.2 傳感器元件參數(shù)的設(shè)計(jì)49-54
• 4.4 材料表面粗糙度的設(shè)計(jì)54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 電子學(xué)部分設(shè)計(jì)56-64
• 5.1 信號發(fā)生電路56-57
• 5.2 峰值檢波電路57-60
• 5.2.1 電路工作原理57-59
• 5.2.2 同步檢波電路59-60
• 5.3 濾波及放大電路60
• 5.4 電源電路設(shè)計(jì)60
• 5.5 元器件的選擇60-62
• 5.5.1 電阻61
• 5.5.2 電容61-62
• 5.5.3 硬件抗干擾措施62
• 5.6 電磁兼容設(shè)計(jì)62-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 第六章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試及性能標(biāo)定64-70
• 6.1 GMI磁強(qiáng)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)與相關(guān)性能指標(biāo)64-65
• 6.2 GMI磁強(qiáng)計(jì)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)65-68
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)原理65-66
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備66
• 6.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟66
• 6.2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析66-68
• 6.3 本章小結(jié)68-70
• 第七章 總結(jié)和展望70-72
• 7.1 總結(jié)70
• 7.2 未來工作展望70-72
• 參考文獻(xiàn):72-76
• 致謝76-77
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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  本文關(guān)鍵詞：一種鐵基納米結(jié)晶薄帶GMI磁傳感器設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：275491