一種鐵基納米結(jié)晶薄帶GMI磁傳感器設(shè)計.pdf

1、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；“下海”可用于探測船只潛艇；“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。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

2、，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，必須深入研究基于GMI效應(yīng)的磁強(qiáng)計。
　　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)實驗研究。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)計方案并搭建出了整個磁強(qiáng)計的測量系統(tǒng)裝置，并對GMI

3、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)。
　　考慮到空間結(jié)構(gòu)的緊奏型和穩(wěn)定性，本文設(shè)計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