便携式磁弹性传感器检测系统设计*

唐 詠， 廖彦剑， 罗洪艳， 苏添进， 李 川， 刘 鑫

(重庆大学 生物工程学院,重庆 400044)

便携式磁弹性传感器检测系统设计*

唐 詠， 廖彦剑， 罗洪艳， 苏添进， 李 川， 刘 鑫

(重庆大学 生物工程学院,重庆 400044)

通过对磁弹性传感器检测原理和研究现状分析，设计了一种便携式磁弹性传感器检测系统。采用永磁铁提供静态偏置磁场简化了硬件电路，以STM32嵌入式处理器为控制核心，结合锂电池供电，实现了系统硬件的小型化和低功耗；设计采用了SD卡本地存储和低功耗蓝牙无线传输的数据处理方式，并结合上位机进行命令的控制和数据传输。实验表明，检测系统可使磁弹性传感器在不同环境中完成共振频率的测量，另外，设计系统功耗可低至mW级并且在无线传输条件下实现3天以上的连续工作，而且这部分指标仍然有较大的优化空间。由此可见，该系统具有便携式、低功耗、可用于长期监测等优点，可以更好地发挥磁弹性传感器无线、无源、微型化、高灵敏的特点，使其在各领域内得到更广泛的应用。

磁弹性传感器； 共振频率； STM32； 无线通信； 便携式

0 引 言

磁弹性传感器是采用磁弹性敏感材非晶合金带材，如1K101、Metglas2628作为敏感元件，基于磁致伸缩效应而设计成一种新型传感器[1]。在外加磁场作用下，传感器由于磁致伸缩效应而发生周期性振动，该共振频率或共振幅值会随周围环境变化而发生改变，利用该原理可实现质量负载、温度、粘度等物理量的测量[2]。该传感器具有无线无源、体积小、成本低、高灵敏度的优点使其在物理[3]、生化[4]、生物医学[5]等领域得到广泛研究，比如抗生素蛋白[6]，鼠伤寒沙门氏菌[7]，凝血时间检测[8]等实验研究。……