下载文档原格式
巨磁阻抗效应的测试电路制作随着科技的发展，磁场传感器在各个领域取得了突破性的发展。
在当今信息社会中，磁场传感器在信息技术和产业中成为不可或缺的一部分。
如霍尔传感器，磁通门传感器等。
而巨磁阻抗效应（Giant Magneto Impedance effect,GMI effect)的发现，使更加微型，灵敏度高，响应速度快，成本低，适用范围广的磁场传感器成为可能，开发出更多的新型传感器。
本文分析了非晶材料的巨磁阻抗效应的原理，介绍了影响非晶材料的巨磁阻抗效应的因素，通过Co基非晶带，设计和制作巨磁阻抗效应的测试电路，其中包括信号发生电路，前置放大电路，整流电路和稳压电路。
通过对电路的分析和调试，制作出电路。
分析电路的稳定度特性，频率响应特性，灵敏度特性。
测量材料的GMI效应，非晶带在外磁场变化的磁阻抗变化率MIR%能达到100%，磁场测量范围为0~160Oe。
测试结果表明电路灵敏度高，性能稳定，而且其结构简单，成本低，具有广泛应用前景。
关键词：巨磁阻抗效应，电路制作，非晶材料，磁场传感器第一章引言随着社会的高速发展和科技的迅速进步，在计算机、通信及办公自动化设备渐渐成为人们生活中不可或缺的一部分的时候，对其中的磁场传感器要求更进一步，老旧，性能低，大型的磁场传感器已经不能满足日益增加的需要，而如今的趋势需要体积小，灵敏度高，低功耗，响应速度快的磁场传感器。
表一各种传感器的参数1988年法国巴黎大学的Fert研究小组Baibich发现，在Fe/Cr相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场的变化会导致电阻大小的急剧变化，称之为巨磁阻抗效应（Giant Magneto Impedance effect,GMI effect)。
虽然提高了霍尔元件和磁阻元件的灵敏度，而且在数据领域中加以应用，但GMR效应也存在很多的问题，实际应用中对材料的限制很大，而且灵敏度不够高，极大的限制了GMR的实用价值。
自1992年，日本名古屋大学的K.MOHRI教授等在Co基软磁非晶丝的实验处理后，发现在几O e磁场中材料的阻抗变化能达到50%以上。
基于正交锁定差分放大器的巨磁阻抗（GMI）磁传感器聂新华;潘仲明;张文娜;张大厦;苏绍瞡【摘要】基于非晶丝的巨磁阻抗（GMI）效应，利用CoFeBSi非晶丝作为敏感材料，采用正交锁定放大电路和仪用放大器作为信号调理电路，设计了一种差分式高灵敏度GMI磁传感器。
介绍了巨磁阻抗效应的基本概念和双非晶丝差分结构的磁敏探头，分析了基于正交锁定差分放大技术的信号调理电路的工作原理，并结合非晶丝两端输出信号的幅度和相位特性，提出了正交锁定放大器输出包络的近似计算方法。
实验结果表明：在-2．0 Oe～＋2．0 Oe的量程内，该GMI磁传感器灵敏度可达748mV/Oe，线性误差为0.98％FS，且噪声平均功率谱密度约为0．8nT/Hz1/2。
%On the basis of the giant magnetoimpedance (GMI)effect found in the amorphous wire,and with the utilization of the CoFeBSi amorphous wire as the sensing material,a novel differential-type high sensitively sensor adopting the technology of orthogonal lock-in amplifier was designed.Firstly,the concept of the GMI effect and the magnetic sensing head based on the double-sensing-elements and differential-type structure,were briefly instructed.Secondly,the principle of the conditioning circuit of the sensor based on orthogonal lock-in amplifier was analyzed in detail.Thirdly,based on the impedance magnitude and phase characteristics of the amorphous wire,an approximate algorithm was put forward to calculate the envelope of the output of the orthogonal lock-in amplifier for simplifying the arithmetic circuit.Experiment results show that the sensitivity of the sensor can achieve about 748mV/Oe with the full measurement range of -2.0Oe~+2.0Oe,and the linearity error is about0.98%FS,while the average noise power spectral density is about0.8nT/Hz1/2 .【期刊名称】《国防科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】5页(P181-185)【关键词】磁传感器;巨磁阻抗效应;正交锁定放大器;差分结构【作者】聂新华;潘仲明;张文娜;张大厦;苏绍瞡【作者单位】国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙 410073;国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙 410073;国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙 410073;国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073;国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙 410073【正文语种】中文【中图分类】TP911.7巨磁阻抗(Giant Magnetoimpedance，GMI)效应是指当铁磁导体(带状或丝状)施加高频电流时，其交流阻抗随沿着导体轴向所加外磁场强度的变化而发生改变的一种磁现象［1］。
基于钴基非晶丝的巨磁阻抗效应多特征表征方法张振川;段修生【摘要】基于巨磁阻抗(GMI)效应的磁传感器在磁测量领域具有大的应用前景;而阻抗模值特征的非线性特征会限制传感器的测量效果.通过对GMI效应进行理论分析;并搭建实验系统对钴基纳米非晶丝材料进行测量和研究,提出了多特征表征的表征方法.采用阻抗模值特征和阻抗角特征相结合的多特征表征方式,能够消除单一特征的非线性特征的限制,拓展了敏感材料的测量范围,减小了非线性拟合误差,具有一定的意义和应用前景.%Magnetic sensors based on giant magneto impedance (GMI) effects have great potential applications in the field of magnetic measurement. However,the nonlinear characteristics of the impedance modulus characteris-tic limit the measurement effect of the sensor. The theory of GMI effects was analyzed,and an experimental system was built to measure and study the sample of cobalt based nanocrystalline amorphous wire, and a characterization method of multi feature characterization was proposed,A multi feature representation method combining impedance modulus and impedance phase characteristic is adopted,this method can eliminate the limitation of nonlinear char-acteristics of single feature,extend the measurement range of sensitive materials, and reduce the nonlinear fitting error,and has certain significance and application prospect.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)007【总页数】7页(P159-165)【关键词】巨磁阻抗(GMI)效应;阻抗角特征;多特征表征【作者】张振川;段修生【作者单位】陆军工程大学(石家庄)电子与光学工程系,石家庄050003;陆军工程大学(石家庄)电子与光学工程系,石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TP212.13;TP183自1992年，日本学者K.Mohri等在钴基非晶丝中发现巨磁阻抗(giant magneto-impedance)GMI效应以来[1]，就引起了世界上对GMI效应的广泛关注和研究；基于这种效应研发的GMI磁传感器在灵敏度、稳定性、响应速度、功耗和传感器尺寸等方面优势明显，具有很好的适应性和广泛的应用前景。
用于实验室环境磁场检测的高灵敏度GMI磁传感器研制张波;吕广炎;陈小丽;鞠亚坤;张超
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2022(39)11
【摘要】小型化、高灵敏、可实时精确测量实验室环境磁场的专用磁传感器,对确保实验室内精密设备仪器的正常运行具有重要意义。
该文研制了一种基于巨磁阻抗(GMI)效应的磁传感器,传感器以钴基非晶丝为核心敏感材料,采用非对角激励方式测量磁场变化。
在电路设计上,由预编程晶振与单稳态多谐振荡器构成磁传感器的激励信号发生电路,由反相缓冲器、开关检波和反相积分器构成磁传感器的信号处理电路。
性能测试结果表明在–60 000~60 000 nT的磁场强度范围内,传感器分辨率可达750 pT,24 h漂移量≤3 nT,非线性度<0.5%,达到了实验室实际环境磁场测量要求。
【总页数】6页(P111-116)
【作者】张波;吕广炎;陈小丽;鞠亚坤;张超
【作者单位】北京科技大学数理学院;北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TH712
【相关文献】
1.自适应LMS和相关算法在GMI磁传感器信号检测中的应用
2.基于硬磁薄膜材料的GMI传感器偏置磁场分布模拟
3.基于GMI传感器的钢板漏磁无损检测
4.宽线性GMI磁传感器的研制
5.基于磁通负反馈结构的高灵敏度感应式磁场传感器研制
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
非晶软磁合金的巨磁阻抗效应及应用
钟智勇;陈伟元
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】1997(028)003
【摘要】近来在ＦｅＣｏＳｉＢ等Ｃｏ基非晶体丝带中现了巨磁阻抗效应，由于在一小的直流纵向偏置场下该效应能使丝带两端的交流电压发生大而灵敏的变化，因而在磁记录头和传顺技术中具有巨大的应用科学潜能，受到各国学者的关注，本文简单介绍了巨磁阻抗效应的来源，并综述了近年来非晶体软磁合金材料的的巨磁阻抗效应及应用的研究进展，文章最后说明了尚待深入解决的问题。
【总页数】4页(P224-227)
【作者】钟智勇;陈伟元
【作者单位】电子科技大学CAE研究中心;电子科技大学CAE研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TG132.271
【相关文献】
1.FeNiCrSiB非晶软磁合金薄带的巨磁阻抗效应 [J], 吴厚政;刘宜华;张林;萧淑琴;代由勇;周少雄
2.软磁非晶丝巨磁阻抗效应传感器研究进展与应用 [J], 蒋颜玮;房建成;盛蔚;黄学功
3.非晶Co基软磁合金巨磁阻抗效应研究 [J], 张榕;王健
4.钴基非晶软磁合金薄带的磁特性和巨磁阻抗效应 [J], 吴厚政;马正元
5.Co-Fe-Ni-Nb-Si-B非晶软磁合金薄带巨磁阻抗效应 [J], 吴厚政;刘宜华;张林;萧淑琴;代由勇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一４ｋＨ：）；（４）抗电磁干扰性能强；（５）热稳定性好，可以在一４００ｃ一＋１５００ｃ下正常工作。
图１—６利用纳米晶研制的ＧＭＩ汽车防抱死传感器Ｆ培ｌ－６．ＡＢｓｓｅｎｓｏｒｕｓｉｎｇｎ阻ｏｃｒｙｓ诅ｌｌｉＩｌｅＧＭＩｅ旋ｃｔ采用比较电路，可以将输出信号调制成频率输出，如图１—７所示。
图中磁敏元件和可调电阻一起构成谐振电路刚，然后利用比较器将电压调制成频率输出，频率随外加磁场变化敏感，其测量范围和灵敏度可以通过对磁敏元件进行不同应力退火来调节。
图ｌ－７调频调制ＭＩ传感器电路Ｆｉｇ．１－７Ｃｉｒｃｕｎｄｉａ掣ａｍｏｆｔｌｌｅｌｉｎｅａｒｉｚｄＦＭ－ＭＩｓｅｎｓｏｒ由于ＧＭＩ效应的高灵敏性，可以检测包覆磁性粒子的生物大分子【５５】。
用ｃｏＦｅｓｉＢ玻璃包裹非晶丝制成生物分子传感器，适合于生物分子的鉴别，灵敏度是磁性粒子数为２５＿３０个／肛ｌ，这种ＧＭＩ传感器为我们提供了一种灵敏度高、热稳定性好的鉴别工具。
图１—８为ＧＭＩ磁敏生物传感器工作原理示意图。
由于丝、薄膜材料形状结构易于控制，易应用于集成电路中，所以对巨磁阻抗材料的开发研究对上述各种新型传感器的小型化和集成化及生产的批量化有着重要意义。
图１－８Ｇ￣Ⅱ磁敏生物传感器工作原理示意图晦１－８．Ｔｈｅｐ血ｃｉｐｌｅｏｆａＧＭＩ－ｂａｓｅｄ瑚弘ｅｔｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒ，ｕｓ吣ｔｌｌｅｓ正ＩＮＡｈｙｂｒｉｄｉｚａ廿ｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎａｓｅｘ咖ｐｌｅ瞰１．§１．６本文研究的目的和意义用Ｔａｙｌｏｒ＿ｕｌｉｔｏｖｓｋｙ方法制备非晶玻璃包裹丝，经适当温度退火处理后可得到玻璃包裹纳米晶丝，成为一种新型纳米磁性材料。
同时绝缘玻璃层的存在也使丝的稳定性提高和使用寿命延长，更加能够满足各种研究及生产需要等，另外制备时对合金的晶化能力限制也降低。
如能在玻璃包裹纳米晶丝中发现良好的巨磁阻抗效应，将有利于进一步推动微型传感器的研究和发展。
本文制备玻璃包裹纳米晶丝，控制其金属层半径和细丝的半径，以期获得较好的软磁性能和较大的磁阻抗变化。
