数字补偿式巨磁阻抗传感器设计

杨志成， 车　振

(中国船舶重工集团公司 第七一○研究所，湖北 宜昌 443003)



数字补偿式巨磁阻抗传感器设计

杨志成， 车振

(中国船舶重工集团公司 第七一○研究所，湖北 宜昌 443003)

摘要:地磁环境下弱磁信号的检测要求地磁传感器具有灵敏度高、工作范围宽的特点，非晶丝在高频交流激励下具有阻抗变化率高的特点，宜于用来作地磁传感器。但非晶丝线性工作区较短，不能完全覆盖地磁场范围，通过采用数字补偿技术可以补偿大部分地磁场，使传感器工作于非晶丝的线性区，提高了传感器的灵敏度，扩展了传感器的工作范围。通过测试，采用数字补偿技术的巨磁阻传感器灵敏度为71.133 μV/nT，工作于-61 750.8～73 774.8 nT，与被测磁场的最大误差为2.45 nT。

关键词：数字补偿； 巨磁阻抗； 地磁传感器； 非晶丝；灵敏度；模块

0引言

1992年，Mohri K教授等人发现了非晶态合金的交流磁阻抗随外加磁场的变化而显著变化的现象[1]，即巨磁阻抗(giant magneto impedance,GMI)效应。依据巨磁阻抗效应研制的传感器具有灵敏度高、线性度好等优点[2,3]，我国也开展了相应的研究[4～7]，由于非晶丝在交流激励下阻抗变化灵敏度高，线性工作区较短，在地磁环境下使用时很容易饱和，为改善传感器性能，可以采用负反馈扩展传感器的工作范围，但负反馈会导致传感器灵敏度的降低，同时深度负反馈会导致系统不稳定[8,9]。

本文提出了采用数字补偿技术，在不降低传感器灵敏度的基础上扩展巨磁阻抗传感器的工作范围，使其能够较好地在地磁场环境中使用。……