基于巨磁阻抗效应的位移传感器研究

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1、万方数据基于巨磁阻抗效应的位移传感器研究RESEARCHOFDISPLACE^伍NTSENSORBASEDON11ⅢGIANTⅣ【AGNET0。IⅣ巴EDIANCEEFFECT作者：周初凯Author：ChukaiZhou申请学位类别：工学硕士DegreeCategory：MasterofEngineering学科专业：物理电子学Subject：PhysicalElectronics学位授予单位：浙江师范大学DegreeConferringUnit：ZhejiangNormalUniversity指导教师：郑金菊Supervisor：JinjuZ

2、heng论文提交时间：2014年5月ThesisSubmissionTime：：March20141lleSlS1lmearch：万方数据基于巨磁阻抗效应的位移传感器研究摘要位移传感器是一种重要的测量工具，在交通，医疗，建筑，机械制造等行业中有着广泛而重要的应用。本文通过综述磁敏传感器发展现状的基础，提出巨磁阻抗磁敏传感器的发展前景，从而选择具有宽线性区高灵敏度巨磁阻抗特性的FeCoNbSiB和FeSiBPCu非晶合金组合薄带作为磁敏探头芯，基于该磁芯研制了两款磁敏传感器，实现了测量范围大、灵敏高，功耗少等优点，主要工作内容如下：一、用单辊快淬法

3、制备FeCoNbSiB和FeSiBPCu非晶薄带样品，详细研究了电流退火对FeCoNbSiB合金薄带巨磁阻抗效应的影响。研究结果表明获得了FeCoNbSiB合金薄带的最佳退火电流为40A／mm2左右其阻抗比能达到1800％，而将一根为40A／mm2电流加108Mpa张应力退火FeCoNbSiB薄带样品，另一根为500℃温度退火后的FeSiBPCu薄带样品，两根样品同时放入线圈后，样品实现了非对称的GMI，其在．160A／m至160A／m磁场强度范围内灵敏度为4．375％／(A·m。1)。二、研制了两款基于巨磁阻抗效应的磁敏传感器，并进行性能测量。

4、1．驱动信号为正弦波驱动的GMI磁敏传感器在．651．14-325．57A／m有着良好的线性度，其灵敏度为3．49mV／A·m～，而非线性偏差只有0．016v，最大重复性误差为0．012v，最大迟滞性误差为0．013v。2．驱动信号为脉冲波的GMI磁敏传感器在．279．06-279．06A／m有着良好的线性度，其灵敏度为12．65mV／A·m‘1而非线性误差只有0．029v，最大重复性误差为0．018v，最大迟滞性误差为0．019v，所以选择脉冲波电路作为主要的信号发生电路。三、利用自制的磁敏传感器研制了一款位移测量系统，测量精度基本达到109m

5、，测量范围13mm。综合上述的指标，脉冲波驱动的GMI磁敏传感器稍好于正弦波驱动的GMI磁敏传感。但在传感器的应用中要考虑各个指标的综合情况，发现两者都有着高万方数据精度、大量程，具备广泛的应用前景。关键词：巨磁阻抗效应；Fe基合金薄带；位移测量；灵敏度：线性度Ⅱ万方数据RESEARCHOFDISPLACEⅣ正NTSENSORBASEDONTHEGIANTMAGNETO．IN口EDIANCEEFFECTABSTRACTThedisplacementsensorisanimportantmeasurementtools，inthetransport

6、ation，medical，construction，hasbeenwidelyusedinmachinerymanufacturingindustry．Basedonareviewoftherecentdevelopmentofmagneticsensor,putsforwardthedevelopmentprospectof#antmagnetoimpedancemagneticsensor,whichhasawidelinearrangeandhi．ghsensitivityofgiantmagnetoimpedancecharacteri

7、sticsofFeCoNbSiBandFeSiBPCuamorphousalloythincombinedwithamagneticsensingprobecore．TheCOreisdevelopedtwodisplacementmagneticsensor，whichbasedonthelargemeasuringrange，highsensitivity,lesspowerconsumption．Themainworkisasfollows：1．WithasinglerollerrapidquenchingtoprepareFeCoNbSi

8、BandFeSiBPCuamorphousribbonssamples，theeffectofcurrentannealingonFeC