国外巨磁阻抗传感器检测电路技术的发展动态.pdf

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1、第３８卷第４期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ４２０１７年４月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｐｒ．２０１７国外巨磁阻抗传感器检测电路技术的发展动态潘仲明，周晗，张大厦，张文娜（国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙４１００７３）摘要：基于非晶态合金材料巨磁阻抗（ＧＭＩ）效应和非对称巨磁阻抗（ＡＧＭＩ）效应磁传感器是近２０年来磁传感器技术领域的研究热点之一。一些国外学者认为非晶态合金材料适合于制作能同时满足分辨力高、响应速度快、功耗低等要求的微磁传感器。然而，迄今为止，国外研发的绝大多数高分辨力ＧＭＩ磁

2、传感器仍停留在原理样机阶段，其主要技术指标甚至低于商品化各向异性磁阻（ＡＭＲ）和巨磁电阻（ＧＭＲ）磁传感器。简要叙述了非晶态合金材料的ＧＭＩ效应和退火处理对ＧＭＩ效应的影响，重点介绍了国外研发的各种不同类型的基于非晶丝（带）的ＧＭＩ磁探头、模拟信号检测电路及其参考性能指标，并探讨了研发高灵敏度ＧＭＩ磁传感器的关键技术。关键词：磁传感器；ＧＭＩ／ＡＧＭＩ效应；非晶丝（带）；模拟电路中图分类号：ＴＨ７３文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｇ

3、ｉａｎｔｍａｇｎｅｔｏｉｍｐｅｄａｎｃｅａｔａｂｒｏａｄＰａｎＺｈｏｎｇｍｉｎｇ，ＺｈｏｕＨａｎ，ＺｈａｎｇＤａｓｈａ，ＺｈａｎｇＷｅｎｎａ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｇｉａｎｔｍａｇｎｅｔｏｉｍｐｅｄａｎｃｅ（ＧＭＩ）ａｎｄａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｇｉａｎｔｍａｇｎｅｔｏｉｍｐｅｄａｎｃｅ（

4、ＡＧＭＩ）ｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｏｎｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｓｉｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｉｅｌｄｏｖｅｒｔｈｅｐａｓｔｔｗｏｄｅｃａｄｅｓ．Ａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｍａｔｅｒｉａｌｈａｓｂｅｅｎｂｅｌｉｅｖｅｄｔｏｂｅｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒｓｗｉｔｈｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄ．Ｈ

5、ｏｗｅｖｅｒ，ｕｐｔｏｎｏｗｍｏｓｔｏｆｔｈｅＧＭＩｓｅｎｓｏｒｓｗｉｔｈｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｔａｂｒｏａｄａｒｅａｔｔｈｅｐｒｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓｔａｇｅ，ａｎｄｔｈｅｉｒｂａｓｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅｉｎｆｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＡＭＲａｎｄＧＭＲｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒｓ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅＧＭＩｅｆｆｅｃｔｉｎａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｍａｔｅｒｉａｌａｎｄａｎｎｅ

6、ａｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｎＧＭＩｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｖａｒｉｏｕｓｔｙｐｅｓｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓｗｉｒｅｓａｎｄｒｉｂｂｏｎｓｂａｓｅｄＧＭＩｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｂｒｏａｄ，ａｎａｌｏｇｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｓａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＧＭＩｍａｇｎｅｔｉｃｓｅ

7、ｎｓｏｒｓａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｉｔｈａｎｏｕｔｌｏｏｋｏｆｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒ；ｇｉａｎｔｍａｇｎｅｔｏｉｍｐｅｄａｎｃｅ（ＧＭＩ）／ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｇｉａｎｔｍａｇｎｅｔｏｉｍｐｅｄａｎｃｅ（ＡＧＭＩ）ｅｆｆｅｃｔ；ａｍｏｒｐｈｏｕｓｗｉｒｅ／ｒｉｂｂｏｎ；ａｎａｌｏｇｃｉｒｃｕｉｔ［１１４］铁磁体目标的高分辨力磁传感器是不可或缺的。１引言在当今磁传感器技术领域中，分辨力达到ｐＴ级的磁力仪主要有：搜索线圈磁力仪、光泵磁力仪、质子（核子）旋在空

8、天、海洋、地质勘探、交通管理、无损检测、目标探进磁力仪、超导量子干涉磁力仪；分辨力达到１０ｐＴ级的磁测、医疗诊断、计算机、工业自动化、物