专利名称：一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁场测量装置，特别是一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置。
背景技术：
微弱磁场的测量在军事方面具有巨大的应用需求，例如依靠地磁场定姿定位的小卫星、依靠舰船磁场工作的鱼类水雷导引、惯导地磁复合导航、磁引爆、智能扫雷器、高速旋转炮弹转速测量等军用领域。随着技术的发展，这些应用对磁测量装置普遍提出了高灵敏度、高分辨率、体积小、响应速度快、功耗低以及温度特性稳定等要求。当前微弱磁场测量领域使用的磁测量装置主要是磁通门、霍尔元件、GMR等，磁通门分辨率高，但是响应速度低，GMR和霍尔元件响应频率高但分辨率稍低，二者测量结果均受温度影响比较大，体积和功耗比较大。这些技术和产品已经不能满足军事技术的迅速发展

发明内容
本发明目的在于提供一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置，解决目前同类装置灵敏度和分辨率低、体积过大、响应速度慢、功耗高的问题。一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置，包括激励源，还包括探测头、同步整流器、同步整流信号发生器和伺服控制器。探测头的磁场测量元件为具有巨磁阻抗效应的非晶丝；激励源采用CMOS非门多谐振荡器；同步整流器采用模拟开关。激励源输出端与探测头输入端印制线连接，激励源输出端与同步整流信号发生器输入端印制线连接，同步整流信号发生器输出端与同步整流器输入端印制线连接，同步整流器输入端与探测头输出端印制线连接，同步整流器输出端与伺服控制器输入端印制线连接，伺服控制器输出端与探测头输入端印制线连接。激励源为探测头的磁场测量元件非晶丝材料提供激励信号，当经过非晶丝轴向的磁场发生变化时，探测头输出的与被测磁场成比例的交流电压信号随之变化，该信号输入到同步整流器，在同步整流信号发生器的控制下，同步整流器输出成比例的直流电压信号，直流电压信号经过伺服控制器调节后分别产生输出电压信号和反馈电流信号，该输出电压信号与经过非晶丝轴向的磁场成比例，反馈电流信号通过导线返回探测头，产生与被测磁场大小相同方向相反的磁场，用以平衡经过非晶丝轴向的磁场。探测头采用小尺寸设计，非晶丝为低功耗材料，所有元器件采用小封装低功耗产品，保证了磁场测量装置的小尺寸和低功耗，激励源和伺服控制器的高带宽保证了磁场测量装置的高响应速度，非晶丝材料的特性和伺服控制器的深度负反馈保证了磁场测量装置的高灵敏度、高分辨率以及良好的温度特性，负反馈保证了磁场测量装置的高线性度。本装置具有高灵敏度、高分辨率的特点，同时具有高的响应速度；其尺寸小、功耗低、温度特性好；具有较高的线性度。


图I 一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置的结构框图。I.激励源2.同步整流信号发生器3.探测头4.同步整流器5.伺服控制器。
具体实施例方式一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置，包括激励源1，还包括同步整流信号发生器2、探测头3、同步整流器4、伺服控制器5。探测头的磁场测量元件为具有巨磁阻抗效应的非晶丝；激励源采用CMOS非门多谐振荡器；同步整流器采用模拟开关。激励源I输出端与探测头3输入端印制线连接，激励源I输出端与同步整流信号发生器2输入端印制线连接，同步整流信号发生器2输出端与同步整流器4输入端印制线连接，同步整流器4输入端与探测头3输出端印制线连接，同步整流器4输出端与伺服控制器5输入端印制线连接，伺服控制器5输出端与探测头3输入端印制线连接。 由激励源I为探测头3的磁场测量元件非晶丝材料提供激励信号，当经过非晶丝轴向的磁场发生变化时，探测头3的交流输出电压随之变化，该信号输入到同步整流器4，在同步整流信号发生器2的控制下，同步整流器4输出成比例的直流电压信号，直流电压信号经过伺服控制器5调节后分别产生输出电压信号和反馈电流信号，该输出电压信号与经过非晶丝轴向的磁场成比例，反馈电流信号返回探测头3，用以平衡经过非晶丝轴向的磁场。激励源I为探测头3的磁场测量元件非晶丝材料提供激励信号，当经过非晶丝轴向的磁场发生变化时，探测头3输出的与被测磁场成比例的交流电压信号随之变化，该信号输入到同步整流器4，在同步整流信号发生器2的控制下，同步整流器4输出成比例的直流电压信号，直流电压信号经过伺服控制器5调节后分别产生输出电压信号和反馈电流信号，该输出电压信号与经过非晶丝轴向的磁场成比例，反馈电流信号通过导线返回探测头3，产生与被测磁场大小相同方向相反的磁场，用以平衡经过非晶丝轴向的磁场。探测头3采用小尺寸设计，非晶丝为低功耗材料，所有元器件采用小封装低功耗产品，保证了磁场测量装置的小尺寸和低功耗，激励源I和伺服控制器5的高带宽保证了磁场测量装置的高响应速度，非晶丝材料的特性和伺服控制器5的深度负反馈保证了磁场测量装置的高灵敏度、高分辨率以及良好的温度特性，负反馈保证了磁场测量装置的高线性度。
权利要求
1. 一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置，包括激励源(1)，其特征在于还包括同步整流信号发生器(2)、探测头(3)、同步整流器(4)、伺服控制器(5);探测头的磁场测量元件为具有巨磁阻抗效应的非晶丝；激励源采用CMOS非门多谐振荡器；同步整流器采用模拟开关; 激励源(I)输出端与探测头(3)输入端印制线连接，激励源(I)输出端与同步整流信号发生器(2)输入端印制线连接，同步整流信号发生器(2)输出端与同步整流器(4)输入端印制线连接，同步整流器(4)输入端与探测头(3)输出端印制线连接，同步整流器(4)输出端与伺服控制器(5)输入端印制线连接，伺服控制器(5)输出端与探测头(3)输入端印制线连接; 由激励源(I)为探测头(3)的磁场测量元件非晶丝材料提供激励信号，当经过非晶丝轴向的磁场发生变化时，探测头(3)的交流输出电压随之变化，该信号输入到同步整流器(4)，在同步整流信号发生器(2)的控制下，同步整流器(4)输出成比例的直流电压信号，直流电压信号经过伺服控制器(5)调节后分别产生输出电压信号和反馈电流信号，该输出电压信号与经过非晶丝轴向的磁场成比例，反馈电流信号返回探测头(3)，用以平衡经过非晶丝轴向的磁场； 激励源(I)为探测头(3)的磁场测量元件非晶丝材料提供激励信号，当经过非晶丝轴向的磁场发生变化时，探测头(3)输出的与被测磁场成比例的交流电压信号随之变化，该信号输入到同步整流器(4)，在同步整流信号发生器(2)的控制下，同步整流器(4)输出成比例的直流电压信号，直流电压信号经过伺服控制器(5)调节后分别产生输出电压信号和反馈电流信号，该输出电压信号与经过非晶丝轴向的磁场成比例，反馈电流信号通过导线返回探测头(3)，产生与被测磁场大小相同方向相反的磁场，用以平衡经过非晶丝轴向的磁场；探测头(3)采用小尺寸设计，非晶丝为低功耗材料，所有元器件采用小封装低功耗产品，保证了磁场测量装置的小尺寸和低功耗，激励源(I)和伺服控制器(5)的高带宽保证了磁场测量装置的高响应速度，非晶丝材料的特性和伺服控制器(5)的深度负反馈保证了磁场测量装置的高灵敏度、高分辨率以及良好的温度特性，负反馈保证了磁场测量装置的高线性度。
全文摘要
本发明公开了一种基于巨磁阻抗效应的磁场测量装置，包括激励源(1)、同步整流信号发生器(2)、探测头(3)、同步整流器(4)、伺服控制器(5)。激励源(1)与探测头(3)通过印制线连接，激励源(1)与同步整流信号发生器(2)通过印制线连接，同步整流信号发生器(2)与同步整流器(4)通过印制线连接，同步整流器(4)与探测头(3)通过印制线连接，同步整流器(4)与伺服控制器(5)通过印制线连接，伺服控制器(5)与探测头(3)通过印制线连接。本发明具有高灵敏度、高分辨率的特点，同时具有高的响应速度；其尺寸小、功耗低、温度特性好；具有较高的线性度。
文档编号G01R33/09GK102866366SQ20121036027
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者李建冬, 葛永强, 张文波, 聂光玮, 王雷 申请人:北京机械设备研究所