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巨磁阻抗(Giant Magnetoimpedance, 简称GMI)效应是20世纪90年代在软磁材料领域发现的一个新的物理现象,是指某些磁性导体在外加直流磁场作用下其交流阻抗发生了灵敏的变化。利用GMI 效应可开发高灵敏度、快速响应、低功耗的新型磁传感器,因此,GMI 效应的物理机理、新材料新工艺以及应用开发都已经成为该领域的研究热点。丝(线或纤维)状非晶合金材料是目前GMI 效应最为显著的材料之一,且体积小、成本低、强度大,因此其应用发展前景广阔。
目前为止,已报道的研究工作集中在材料的成分、样品形态、制备工艺以及研究的频率范围和所得主要结果。材料特性宽频带测量国外一般应用阻抗分析仪,这种仪器价格非常昂贵,非国内大多数研究机构能力所及,这已经成为导致国内相关研究缓慢的原因之一。目前国内对巨磁阻抗效应测量的专用仪器的研究很少。同时,GMI效应传感器的研究在国内也少见报道。
本论文基于虚拟仪器技术,采用图形化编程语言LabVIEW 开发用于玻璃包覆合金纤维丝磁阻抗效应的测量系统,该测量系统具有以下显著特点:人机界面友好、操作方便、成本低、测量频带宽、可实现/ Z Z ? 值的快速测量。
利用该测量系统,对Fe 基合金丝的GMI 效应进行了测量,具体测量GMI 效应与交流电流频率的关系和GMI 效应与外加磁场的关系,并且对测量结果进行了简要的分析。
在巨磁阻抗效应研究的基础上,利用自制的玻璃包覆铁基非晶丝作为敏感元件搭建了巨磁阻抗磁传感器并进行了初步研究,介绍了传感器的结构和原理,提出了用石英晶体振荡器作为本传感器的高频激励信号源,信号频率1.5 MHz,完成了传感器电路的硬件设计,最后对磁传感器的静态特性进行了测试,测试表明该传感器在一定磁场强度范围内线性度较好,灵敏度高,重复性好,不存在迟滞现象。