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巴魯夫成型外殼內(nèi)的磁致伸縮位移傳感器
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巴魯夫成型外殼內(nèi)的磁致伸縮位移傳感器
在當(dāng)今的信息社會(huì)中,，磁場(chǎng)傳感器已成為信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)中*的基礎(chǔ)元件,。
目前，人們已研制出利用各種物理,、化學(xué)和生物效應(yīng)的磁場(chǎng)傳感器,，并已在科研、生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)方面得到廣泛應(yīng)用,，承擔(dān)起探究種種信息的任務(wù),。但是多數(shù)的磁場(chǎng)傳感技術(shù)在靈敏度及磁滯誤差等方面仍存在問(wèn)題，阻礙了其實(shí)質(zhì)應(yīng)用。將柵陣式鐵鈷（FeCo）磁致伸縮薄膜高磁敏,、低磁滯性與聲表面波的快速響應(yīng)特點(diǎn)相結(jié)合,，有可能實(shí)現(xiàn)一種快速、高靈敏,、低遲滯誤差,、穩(wěn)定可靠的新型磁場(chǎng)檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)。
中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所超聲技術(shù)中心研究員王文,、博士賈雅娜等人研究發(fā)現(xiàn),，對(duì)鐵鈷磁致伸縮薄膜進(jìn)行柵陣式設(shè)計(jì)，可以獲得一種新型的快速,、靈敏度高的磁場(chǎng)檢測(cè)方法,，提高磁場(chǎng)傳感器的線(xiàn)性度、*性和穩(wěn)定性,，減小遲滯誤差,，由此改善磁場(chǎng)傳感器的性能。相關(guān)成果已發(fā)表于期刊AIP advances,。
近年來(lái),，研究人員采用磁致伸縮薄膜作為敏感膜的表面聲波（surface acoustic wave，簡(jiǎn)稱(chēng)SAW）傳感器,，為設(shè)計(jì)磁場(chǎng)傳感器提供了新方法,。王文的研究小組曾提出一種基于鐵鈷薄膜的SAW器件，用于感測(cè)電流/磁場(chǎng),，根據(jù)理論優(yōu)化獲得的靈敏度高達(dá)8.3kHz / mT,。然而，磁致伸縮薄膜中的強(qiáng)磁滯效應(yīng)*帶來(lái)了顯著的滯后誤差,，明顯降低了傳感器性能,。
此次，研究人員將柵陣式圖形設(shè)計(jì)的鐵鈷磁致伸縮敏感膜與表面聲波相結(jié)合進(jìn)行磁場(chǎng)感測(cè),，所提出的傳感器由差分雙延遲線(xiàn)振蕩器構(gòu)成,，如圖1所示。
傳感通道上的器件表面利用射頻濺射技術(shù)和套刻工藝沉積鐵鈷薄膜柵陣,，通過(guò)釋放鐵鈷中的內(nèi)部應(yīng)力變化來(lái)有效地抑制磁滯效應(yīng),。參考通道的器件用于通過(guò)差分方法有效減小外圍環(huán)境溫度等影響。當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),，鐵鈷薄膜發(fā)生磁致伸縮效應(yīng)*和ΔE效應(yīng)*,，引起SAW傳播速度的改變，進(jìn)而可以差分振蕩頻率信號(hào)的變化來(lái)表征待測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度,。