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World File Search System磁传感器
用于测量无人机电流的商用磁传感器性能研究
摘要 — 无人机 (UAV) 具有多种自主应用，例如航空摄影、救援行动、监视和科学数据收集，因此工业界对无人机 (UAV) 的投资正在飙升。电流感应对于确定充电和放电过程中的电池容量以及在飞行过程中发出系统故障警报至关重要。分流电阻和霍尔效应传感器传统上用于无人机。最近，磁阻 (MR) 传感器引起了研究人员的极大关注。MR 传感器往往消耗更少的功率，并且它们比霍尔效应传感器更小。在本文中，研究了许多现成的 MR 传感器，以评估将它们应用于无人机的可能性。本文还研究并比较了另一种磁传感器（磁通门）和分流电阻作为参考。采用相对评分法评估传感器在不同指标下的性能，结果表明，与其他磁电流传感器相比，MR传感器具有更高的精度、更低的能耗、更宽的温度耐受性、更小的尺寸和更轻的重量，非常适合无人机的电流感应。通过整体比较，它们与传统分流电阻也非常具有竞争力。进一步讨论了MR传感器的剩磁、热稳定性和跨场灵敏度。这一发现为无人机电流传感器的选择策略提供了见解，并可能促进无人机的工业发展。
用于植入式磁共振成像的微型磁传感器
1972 年。 [1] Cohen 和 Gilver 将肌磁图信号定义为磁场矢量一个分量随时间变化的记录，其中测量点的磁场由骨骼肌产生的电流引起。MMG 方法与其电对应方法，即肌电图 (EMG) 技术之间的对应关系。 [2] 两者都直接源于麦克斯韦-安培定律，如图 1a 所示。然而，EMG 信号记录的简易性以及 MMG 与 EMG 信号的时间和频谱特性的相似性，促使学术界和临床界几乎只使用 EMG 方法。因此，MMG 方法的进展相当缓慢。生物磁信号通常很弱。它们很容易受到环境磁噪声的污染。因此，大多数生物磁传感研究都在磁屏蔽室中进行。在过去的四十年里，生物磁信号的宏观和非侵入性检测的保真度、时间和空间分辨率取得了显着进步。例子包括心磁图 (MCG) 和脑磁图 (MEG) 方法，与 MMG 研究相比，自 1970 年代以来出版物数量存在显著差异。我们将调查这种显著差异的原因，并探讨测量骨骼肌磁场的技术限制是否导致了如此明显的差异。MMG 方法发展的两个关键驱动因素：1) 在皮肤上非侵入性记录时 EMG 信号的空间分辨率较差，最先进的 EMG 测量甚至使用针记录探头，这可以准确评估肌肉活动，但会产生疼痛并且仅限于微小区域，空间采样点较差；2) 由于金属-组织界面，可植入 EMG 传感器的生物相容性较差。MMG 传感器有可能同时解决这两个缺点，因为：1) 磁场的大小随着原点和传感器之间的距离而显着减小，从而提高 MMG 的空间分辨率； 2）MMG 传感器不需要电接触即可记录，因此如果用生物相容性材料或聚合物完全封装，它们可以提高长期生物相容性。MMG 信号可以成为医疗诊断、康复、健康监测和机器人控制的重要指标（图 1b）。[3] 最近的技术进步为远程和连续记录和诊断铺平了道路
文章 无线磁传感器在城市环境中的应用及其准确性验证
摘要：在智慧城市中，传感器是必不可少的元素，是最新交通信息的来源。本文介绍了连接到无线传感器网络 (WSN) 的磁传感器。它们投资成本低、使用寿命长、安装方便。然而，在安装过程中仍需要对路面进行局部扰动。往返于日利纳市中心的所有车道都配有传感器，每隔五分钟发送一次数据。它们发送有关交通流强度、速度和成分的最新信息。LoRa 网络确保数据传输，但如果发生故障，4G/LTE 调制解调器可实现备用传输。这种传感器应用的缺点是其准确性。研究任务是将 WSN 的输出与交通调查进行比较。在选定的道路轮廓上进行交通调查的适当方法是使用 Sierzega 雷达进行视频录制和速度测量。结果显示值失真，主要是在短间隔内。磁传感器最准确的输出是车辆数量。另一方面，交通流量组成和速度测量相对不准确，因为基于动态长度识别车辆并不容易。传感器的另一个问题是频繁的通信中断，这会导致中断结束后值的累积。本文的第二个目标是描述交通传感器网络及其可公开访问的数据库。最后，有几种数据使用建议。
隧道磁阻效应的动态噪声特性...
隧道磁电阻（TMR）传感器具有灵敏度高、易于小型化、功耗低等优点，有很大潜力成为高性能的磁场测量传感器。由于TMR磁传感器具有复杂的噪声特性，探究TMR磁传感器的噪声特性对指导其应用具有重要意义。本文研究了不同激励下TMR磁传感器的噪声特性。研究发现，交流激励下TMR磁传感器的噪声分离为：一部分噪声依赖于激励，与输出信号同步移至激励频率。剩余部分噪声与激励无关，停留在低频带。通过噪声数据的定量分析，我们发现与激励相关的噪声约占总噪声的70%，与激励无关的噪声约占30%。结果表明，在交流激励下，70%的噪声被同步调制，30%的噪声从信号中分离出来，为TMR磁传感器的应用提供了重要的指导。
结合超高灵敏度和耐环境性的超导磁传感器研究
1.委托工作目的（1）研究课题的最终目标本研究的目的是实现一种具有高抗磁场能力和磁场灵敏度的高温超导SQUID磁传感器，主要针对磁场偏差型（梯度仪）传感器配置方法和制造技术进行基础研究。为此，在三年的工作中，我们对采用高性能约瑟夫森结技术的交叉布线和氧化物薄膜堆叠技术等制造技术进行了研究，这些技术是在波动磁场下稳定工作和高灵敏度的关键。首先，优化包括接合阻挡材料在内的制造条件。在这些优化的制造条件下，我们将制造和评估磁场偏差型传感器，并建立一种构建高平衡和高灵敏度磁场偏差型传感器的方法。此外，以实现高温超导SQUID磁传感器在密闭容器中长期稳定运行为目标，我们还将开展传感器冷却和安装方法的基础研究。我们主要研究了液氮和小型冰箱相结合的冷却方法，研究了最大限度减少外部热量流入的实施方法、冰箱的排气热处理方法和降噪方法，目的是获得有关冷却和安装方法的知识。使传感器长期稳定运行。 作为本研究最终目标的高温超导SQUID磁传感器的性能如下。 ・磁场调制电压宽度：平均 60 µV 以上（在磁屏蔽室中测量） ・磁场偏差型传感器的不平衡：1/10 4 以下（在磁屏蔽室中测量） ・磁场偏差灵敏度（@ 1 kHz)：1 pT/(Hz) 1/2 m 或以上（传感器噪声在磁屏蔽室内测量，磁通-电压转换系数在磁屏蔽室外测量）关于冷却和安装技术，以下是最终目标。 ・将在常压室温环境和地球磁场中对内置于密封容器中的高温超导SQUID磁传感器进行连续运行测试，并确认三天或更长时间的稳定运行。 (2) 为了实现最终目标必须克服或澄清的基本问题 为了实现最终目标必须克服的基本问题如下。 ①耐高磁场高温超导SQUID磁传感器配置方法的建立①-1 SQUID基本性能的提高SQUID磁传感器是一种宽带矢量传感器，以超高灵敏度检测与检测线圈交联的磁场，与其他磁性传感器类似，它具有其他磁性传感器所没有的功能。当使用SQUID作为磁传感器时，形成包括磁通锁定环电路（以下称为“FLL电路”）的反馈环路以使输出线性化，并且如果磁场波动较大，则工作点被固定（锁定）。随着时间的推移，反馈将无法跟随它，并且工作点会波动（失锁），从而无法进行连续测量。因此，当使用SQUID磁传感器，特别是使用一个检测线圈的磁力计传感器（磁力计）时，在地磁准静止条件下，例如在没有较大姿态变化的海底，或者当在电磁场施加磁力时使用对于勘探或无损检测领域来说，对磁场波动的跟踪能力（能够保持锁定状态的磁场随时间变化的最大dB/dt，以下简称“间距”）非常重要。有必要提高成卷率。对于稍后将讨论的磁场偏差型传感器，这也是提高对磁场不平衡分量的时间波动和意外电磁噪声的抵抗力的重要问题。转换速率取决于FLL电路的带宽，但它与磁场调制电压宽度（V）成正比，这是SQUID的基本性能。另一方面，V是SQUID基本规则
磁阻传感器在生物技术中的应用
简介 磁传感器的发明已有 2000 多年的历史。市场对提高传感器性能、减小尺寸、与电子系统集成以及降低价格等各种需求推动了磁传感器技术的发展。根据对磁场感应范围的需求，磁传感器可大致分为三类：低场（小于 1 微高斯）、中场（1 微高斯至 10 高斯）和高场感应（10 高斯以上）[1]。低场传感器主要用于医疗应用和军事监视，例如超导量子干涉装置 (SQUID)、搜索线圈和光纤磁力仪。中场传感器适用于检测地球磁场，例如磁通门和磁感应磁力仪。大多数用于高场感应的工业传感器使用永磁体（偏置）作为检测磁场的源。磁传感器在生物技术中有着重要的应用。典型应用之一是感应生理功能产生的磁场，例如神经元信号和心脏信号。
磁阻传感器在生物技术中的应用
简介 磁传感器的发明已有 2000 多年的历史。市场对提高传感器性能、减小传感器尺寸、与电子系统集成以及降低价格等各种需求推动了磁传感器技术的发展。根据对磁场感应范围的需求，磁传感器大致可分为三类：低场（小于 1 微高斯）、中场（1 微高斯至 10 高斯）和高场感应（10 高斯以上）[1]。低场传感器主要用于医疗应用和军事监视，例如超导量子干涉装置 (SQUID)、搜索线圈和光纤磁力仪。中场传感器适用于检测地球磁场，例如磁通门和磁感应磁力仪。大多数用于高场感应的工业传感器使用永磁体（偏置）作为检测磁场的源。磁传感器在生物技术中有着重要的应用。典型应用之一是感测生理功能产生的磁场，例如神经信号和心脏信号。与植入电极以拾取活体组织中的电压信号相比，通过检测磁场来监测生理信号可以实现非侵入性，从而避免手术和医疗过程中出现的问题。
用于测量超声波的磁通门磁力仪...
磁传感器主要用于铁磁物体（例如武器或车辆）检测、磁性标签读取、磁性三维位置跟踪等。[1, 4]。这些应用对传感器性能都有特定的要求。最重要的规格包括磁场分辨率、范围、灵敏度、线性度、偏移、功耗、尺寸、空间分辨率、噪声和温度系数 [5]。近二十年来，已经开发出各种技术和磁传感器来测量从 10-12 到 10-4 T 的低磁场和超低磁场，具有高灵敏度和线性度以及低噪声 [6-9]。
用于纳米级垂直自旋转移力矩磁隧道结作为磁传感器的调节电路
摘要 — 本文展示了一种使用垂直自旋转移力矩磁隧道结的新型磁传感器。传感元件呈圆柱形，直径为 50 纳米，据我们所知，是迄今为止报道的最小的磁传感器之一。本文介绍了传感元件和相关信号处理电子设备的工作原理，它们提供与外部磁场成比例的信号。详细介绍了实验结果，并将其与最先进的商用集成磁传感器以及基于磁隧道结的具有可比尺寸的已发布的磁阻传感器进行了比较。所开发的传感器的测量灵敏度为 1.28 V/T，动态范围达到 80 mT。测得的噪声水平为 21.8 µT/√Hz。描述并比较了所提出的传感器的两种不同工作原理，一种基于时间数字转换器，另一种基于脉冲宽度调制信号。这两种方法都只需要标准的微电子元件，适用于将传感元件与其调节电子设备单片集成。需要对传感元件以及调节电子器件进行后续改进，以进一步降低噪声水平。传感元件及其调节电子器件与磁性随机存取存储器制造中已经使用的制造工艺兼容。这为大规模生产开辟了道路，并满足了消费电子、汽车、工业传感、物理实验或医疗设备等各种市场的需求。
2. 磁实验室中实现的精密磁通门传感器...
收稿日期：2003 年 11 月 28 日 / 接受日期：2003 年 12 月 12 日 / 发表日期：2003 年 12 月 18 日 摘要：本文介绍了我们实验室设计和实现的高精度磁通门磁传感器及其在军事和空间系统中的应用。在军事应用中，传感器用于地面未爆炸弹药定位系统，其中将介绍两个不同的项目。该传感器还用于实现捷克新科学卫星 MIMOSA 的精确磁通门磁强计。关键词：磁通门传感器、磁通门磁强计、军事系统、空间系统 ________________________________________________________________________________ 1.简介 虽然磁通门传感器不是最灵敏的磁传感器，但它们仍然是高灵敏度和高精度磁测量应用中最流行的传感器，例如地球磁场和行星际场的研究以及军事应用 [1]。它们之所以受欢迎，是因为它们具有高线性度、在相对较宽的温度范围内具有良好的稳定性，并且具有良好的抗交叉场效应和抗高磁场冲击能力 [2]。近几年来，AMR 和 GMR 磁传感器的灵敏度已达到与磁通门传感器相当的水平 [3]，但它们的温度和长期不稳定性使它们仅适用于性能较低的应用 [4]。磁通门传感器大多在反馈配置下运行，因此它们的动态范围可以轻松达到 130 dB，线性误差小于 10 ppm。由此可以看出，传感器接口的正确设计和实际实现也非常重要。