基于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲低頻磁阻抗效應(yīng)的無(wú)圈磁通門(mén)傳感器研制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,微弱磁場(chǎng)的測(cè)量在軍事、航空、海洋、地質(zhì)、考古以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獲得了越來(lái)越多的應(yīng)用,這些學(xué)科領(lǐng)域的不斷發(fā)展,對(duì)微弱磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x的要求越來(lái)越高。而磁傳感器是微弱磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x的關(guān)鍵和基礎(chǔ),它的性能直接影響著整個(gè)儀器的精度和靈敏度。
　　 本文通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外磁通門(mén)傳感器的有關(guān)研究狀況和研究成果,設(shè)計(jì)了一種基于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲低頻磁阻抗效應(yīng)的無(wú)圈磁通門(mén)傳感器,它的敏感體是軟磁特性非常優(yōu)異的鈷基非晶態(tài)合金絲,并用PVC材料制作了

2、傳感器的探頭裝置。
　　 介紹了非晶態(tài)合金的基本特性及GMI效應(yīng),詳細(xì)闡述了施加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲低頻磁阻抗效應(yīng)的理論。進(jìn)而設(shè)計(jì)了傳感器的硬件電路,把方波發(fā)生電路、四階低通濾波電路以及功率放大電路產(chǎn)生的正弦信號(hào)作為激勵(lì)源,對(duì)非晶絲直接激勵(lì)。然后,設(shè)計(jì)了級(jí)聯(lián)帶通濾波電路、檢波電路以及低通濾波電路對(duì)非晶絲兩端的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。由于激勵(lì)信號(hào)直接通過(guò)非晶絲并且直接在非晶絲兩端取輸出信號(hào),因此,利用非晶絲扭轉(zhuǎn)應(yīng)力設(shè)計(jì)的傳感器就無(wú)需激勵(lì)線圈和

3、感應(yīng)線圈,從而使得傳感器的敏感體體積大大減小。
　　 在完成硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)研究了扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非晶絲的低頻磁阻抗效應(yīng)。用長(zhǎng)直螺線管產(chǎn)生外加磁場(chǎng),測(cè)試了非晶絲兩端輸出電壓的二次諧波與非晶絲的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力以及激勵(lì)電流有效值之間的關(guān)系,找到了傳感器具有最佳性能時(shí)的相關(guān)參數(shù)。
　　 最后,完成了傳感器的整體調(diào)試和電路板的制作。通過(guò)對(duì)傳感器的靜態(tài)標(biāo)定,給出了它的靜態(tài)特性。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本傳感器能夠檢測(cè)±50A/m范圍