基于标准磁场发生装置的TMR传感器特性测试研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:z19910620
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
隧道磁电阻(Tunnel Magneto-Resistance,TMR)传感器具有灵敏度高、功耗低、线性范围宽等优点,被广泛应用于航空航天、汽车电子、无损检测和生物医疗等领域。但是,TMR传感器特性的测试水平落后于生产实践需求,在一定程度上制约了TMR传感器的应用。在TMR传感器的研究与应用中,有必要针对具体的应用需求对传感器的性能进行测试与分析,确保传感器性能得到充分利用。TMR传感器的测试需要在标准磁场发生装置中进行,传统的通电直导线产生的磁场均匀性低,通电螺线管内部测试空间有限,马鞍形线圈磁场计算复杂,圆形Helmholtz线圈对制作工艺和定位要求高,均难以满足TMR传感器特性测试的要求。本学位论文提出基于Merritt线圈架构的标准磁场发生装置,对TMR传感器的特性进行测试研究,主要研究内容如下:(1)概述了传感器技术的发展现状,介绍了TMR传感器的应用领域,分析了现有TMR传感器特性测试方法及其不足,提出基于标准磁场发生装置的TMR传感器特性测试的思路。(2)阐述了TMR传感器的工作原理,描述了TMR传感器各项特性参数的意义,选取江苏多维科技有限公司生产的TMR2103、TMR2505和TMR2701三种传感器作为测试对象,分析了待测传感器的工作极限参数与适用条件。(3)利用有限元仿真比较分析了常见的磁场发生线圈所生成磁场的均匀性,确定了以Merritt线圈为核心的标准磁场发生装置;推导了Merritt线圈轴线磁场的计算公式,在此基础上,以偏离中心磁感应强度1%为阈值进行了线圈参数设计;设计制作了测试装置的位置调节器和线圈安装导轨,保证了被测传感器在测试磁场中的位置精度。(4)搭建了TMR传感器特性测试实验平台,研究了三种型号TMR传感器的输入输出、磁滞、敏感轴、重复性和稳定性等特性。结果表明,TMR传感器输出电压与外部磁场成正比,灵敏度与供电电压成反比,在线性区间内受磁滞效应的影响较小,敏感轴方向与磁场方向的夹角为0°时输出电压最大,具有良好的重复性和稳定性。三种传感器中,TMR2701的灵敏度最高,但磁滞误差达1.52%,TMR2505具有最好的重复性。(5)在相同测试条件下对三种被测TMR传感器进行了多次重复测试,测试结果的误差分析表明测试的标准差在1.84 m V以内。在此基础上,分析了测试结果不确定度的来源,对测试系统进行了不确定度评定,结果表明重复性测量是不确定度主要来源。从而证明了采用Merritt线圈作为磁场发生装置对TMR传感器进行特性测试的方案是可行且有效的。
其他文献
钛基纳米材料被认为是生物相容性较高的纳米材料,其中钛酸纳米管(TiNTs)和钛酸纳米纤维(TiNFs)因为其高比表面积等优点,被考虑用于载药系统,很有可能通过血液循环分布,但目前对这两种材料对内皮细胞(ECs)的毒性还缺乏系统性的研究。在本研究的第一部分中,用人脐静脉内皮细胞(HUVECs)建立了二维内皮细胞体外模型,先是使用了传统毒理学方式研究了TiNTs对内皮细胞的毒性(TiO2作为对照)。结
管材内高压成形技术是在结构轻量化的背景下开发出来的一种减重、节材、节能,具有广泛应用前景的空心轻体结构件的新型先进制造技术。本文以304不锈钢T型三通管为研究对象,采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,探讨了T型三通管的塑性变形规律(应力应变、壁厚分布和金属流动)。研究了内压力、轴向位移和平衡压力等工艺参数对成形T型三通管的支管高度和壁厚分布的影响。对T型三通管的成形过程进行研究,分析各影响因素
自氧化铪(HfO2)基铁电材料问世以来,其优异的铁电性能被人们所熟知,逐渐被广泛应用到电子元器件中。相比于传统钙钛矿结构铁电薄膜,HfO2基铁电薄膜CMOS工艺兼容度高、可微缩性好、操作电压低、极化强度适中,而且还具备极高的抗辐照能力,是一种极为理想的新型铁电薄膜材料。本文利用溶胶-凝胶法以及原子层沉积法成功制备La、Y、Sr、Zr等四种掺杂的氧化铪薄膜,并对其进行了性能优化以及辐照实验研究。具体
多效蒸发(Multiple Effect Evaporation,MEE)的原理是在系统中设置多个蒸发器,通过重复利用蒸发过程产生的二次蒸汽作为下一级蒸发器的热源,以达到节能优化目的的一种蒸发方式。多效蒸发系统在制备医药注射用水、造纸黑夜浓缩以及海水淡化等领域有着广泛的应用。分析多效蒸发的热力过程可以达到优化系统结构、降低能耗的目的。目前,制备注射用水多效蒸发系统的研究模型属于比较简单的通用模型,
磁力联轴器通过磁场的相互作用来传递转矩,具有无泄漏、避免振动传递等特征,在石油、化工、制药等对密封要求严格的场合被广泛应用。由于电磁、温升、机械等因素对磁力联轴器性能的影响较为显著,其运行过程中的涡流损耗所引起的温升不仅会引起永磁体退磁,同时温升的变化也会引起大的热应力。为研究磁力联轴器调速性能及磁热固耦合特性,本文基于磁热固多场耦合的方法,对磁力联轴器的调速特性、温升特性及热应力进行了仿真研究。
正交各向异性结构因其优良的力学和传热性能,已广泛应用于机械和动力工程等领域,且其工作环境大都涉及多物理场,因此采用拓扑优化方法对正交各向异性结构进行多目标拓扑优化设计,能根据不同设计需求得到综合性能最优的拓扑结构,对工程结构的实际应用具有重要意义。然而,基于材料分布模型的拓扑优化方法获得的拓扑结构易出现锯齿、棋盘格和中间密度等问题,最优拓扑结构不易加工制造。参数化水平集法(Parameterize
六角螺柱作为一种重要的机械紧固连接零件,广泛应用于汽车、航空航天等零部件装配生产领域。传统的六角螺柱加工方法主要采用切削加工,该方法不仅切断了金属的纤维流线,而且对后续的连接质量产生一定的影响。冷挤压成形是一种少无切削的近净成形制造方法,该方法材料利用率高且适合大批量生产,是六角螺柱的有效成形制造方法之一。然而,六角螺柱连续式冷挤压变形过程复杂,界面接触压力变化大,零件表面的磷化皂化膜在冷挤压变形
倒向问题作为反问题的一种类型,已经应用到生物医学、物理学以及信息工程等诸多领域之中.很多实际问题需要根据已知的数据信息去还原最初的状态,倒向问题的研究在其中起着至关重要的作用,关于倒向问题的研究也成为了热门课题.本文主要研究了两类分数阶扩散方程倒向问题适度解的存在性.第一章介绍了分数阶扩散方程倒向问题的研究背景及现状,主要的研究工作以及相关的定义定理.第二章研究了带超贝塞尔算子的分数阶扩散方程倒向
深孔零件已广泛应用于武器装备、轨道交通、工程机械等领域,其孔加工质量对产品综合性能及使用寿命有着直接影响。通常孔加工可采用钻削、镗削、铰削等较简单加工工艺完成,但针对半封闭式弱刚性结构的深孔零件,若仍沿用传统简单制造工艺,加工精度和加工效率将难以兼顾。为此,采用深孔镗削设备,配备专用镗滚刀头对深孔零件进行加工,工件只需一次装夹即可完成粗镗、精镗和滚压多道工序,加工精度和加工效率均能得到有效提升。但
随着电子元器件小型化微型化的要求以及环境友好的需求,传统的制冷设备已经无法满足当代社会的需求,全新的固态制冷技术正在蓬勃发展,其中电卡制冷由于其能耗低无噪音无污染引起了人们的广泛关注,电卡效应主要利用的是极性材料内部的等温熵变进行制冷,而铁电材料由于其极化翻转特性成为电卡制冷的首选材料。当绝热温度变化((35)T)大于3 K时,便可满足固态制冷实际应用的要求,且绝热温度变化越大其成本及能耗将越低。