環(huán)形交流磁場傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及弱磁場測量、交流磁場測量裝置技術領域，尤其涉及環(huán)形交流磁場傳感器。
【背景技術】
[0002]交流磁場傳感器廣泛應用于工業(yè)、測量和醫(yī)學等領域，目前的應用中存在很多磁場測量手段和測量技術，常用的有霍爾效應、巨磁電阻效應、巨磁阻抗效應和超導量子干涉效應等多種類型的技術，產生了探測線圈傳感器、巨磁電阻傳感器、巨磁阻抗傳感器、霍爾傳感器、磁通門傳感器和超導量子干涉儀等相關產品。
[0003]霍爾傳感器可用于測量場強為Oe的磁場，其靈敏度較低；探測線圈傳感器、巨磁電阻傳感器、磁通門傳感器可用于測量場強為Oe的磁場，其靈敏度一般；超導量子干涉儀可用于測量場強為Oe的磁場，其靈敏度很高但設備復雜價格昂貴。
[0004]采用巨磁阻抗效應的傳感器與磁通門傳感器、巨磁電阻傳感器等其它傳感技術相比，在機械、力學、化學和電磁性能上都有明顯優(yōu)勢，測量場強為Oe的磁場時具有較高的靈敏度，尤其是具有微型尺寸和快速響應等優(yōu)點，在此技術基礎上已經研制成大量的新型基于磁場測量的傳感器。
[0005]采用巨磁阻抗效應制作的磁場傳感器，其主要工作原理是當非晶材料上施加高頻激勵電流信號時，通過非晶材料軸向的被測磁場信號使非晶材料兩端的阻抗隨被測磁場信號的變化而變化，使用相應電路形式把這種阻抗變化轉變?yōu)槠渌盘栃问?，可以實現(xiàn)對磁場的測量。
[0006]非晶材料傳感器具有空間磁場的分辨能力，當前運用此種材料制成的傳感器都沒有很好地利用這一特性。

【發(fā)明內容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)形交流磁場傳感器。
[0008]本發(fā)明提供了一種環(huán)形交流磁場傳感器，包括高頻信號發(fā)生器、檢波器、低通濾波器、放大器和探頭，所述高頻信號發(fā)生器與所述探頭中的圓弧狀非晶材料部件相連，且所述高頻信號發(fā)生器為所述圓弧狀非晶材料部件提供高頻激勵信號，所述探頭、所述檢波器、所述低通濾波器、所述放大器依次相連。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述探頭包括圓弧狀非晶材料部件、前置放大器、圓弧狀高磁導率鐵氧體材料制成的空心磁管，所述圓弧狀非晶材料部件從所述空心磁管軸心穿過，并與所述前置放大器輸入端相連，所述高頻信號發(fā)生器與所述非晶材料部件相連，所述前置放大器輸出端與所述檢波器相連。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述圓弧狀非晶材料部件為Co基或Fe基具有巨磁阻抗效應的非晶態(tài)合金材料。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述圓弧狀非晶材料部件為非晶絲或非晶帶。
[0012]本發(fā)明還可以檢測直線流動的電流產生的環(huán)形磁場，直線流動的電流既可以是直導線中流動的電流，也可以是金屬板中流動的電流。金屬板中流動的電流可以由金屬板上方的激勵線圈通過的交流信號，在金屬表面感應出交流電流。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的環(huán)形交流磁場傳感器可以測量給定半徑和圓心位置的環(huán)形分布的交流磁場，實現(xiàn)對位于圓弧狀非晶材料圓心處直線流動的交流電流的檢測。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的原理框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的探頭原理框圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的圓弧狀非晶材料部件與空心磁管的結構示意圖。
[0017]圖4是是測量直導線電流產生的空間磁場時，本發(fā)明的圓弧狀非晶材料部件、空心磁管與直導線相對位置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種環(huán)形交流磁場傳感器，包括高頻信號發(fā)生器1、檢波器4、低通濾波器5、放大器6和探頭10，所述高頻信號發(fā)生器I與所述探頭10中的圓弧狀非晶材料部件2相連，且所述高頻信號發(fā)生器I為所述圓弧狀非晶材料部件2提供高頻激勵信號，所述探頭10、所述檢波器4、所述低通濾波器5、所述放大器6依次相連。
[0019]所述探頭10包括圓弧狀非晶材料部件2、前置放大器3、圓弧狀高磁導率鐵氧體材料制成的空心磁管9，所述圓弧狀非晶材料部件2從所述空心磁管9軸心穿過，并與所述前置放大器3輸入端相連，所述高頻信號發(fā)生器I與所述非晶材料部件2相連，所述前置放大器3輸出端與所述檢波器4相連。
[0020]所述圓弧狀非晶材料部件2為Co基或Fe基具有巨磁阻抗(GMI，Giantmagneto-1mpedance)效應的非晶態(tài)合金材料。
[0021]或者，所述圓弧狀非晶材料部件2也可以是非晶絲或非晶帶。
[0022]所述空心磁管9:用于屏蔽其它方向的磁場，只有半徑接近于磁管內徑，且圓心位置與磁管圓心相同的環(huán)形分布磁力線能夠通過磁管空心部分，其它方向的磁力線會沿著高磁導率空心磁管管壁傳播。
[0023]所述圓弧狀非晶材料部件2:在高頻激勵頻率信號作用下，所述圓弧狀非晶材料部件2兩端的復阻抗隨著通過其軸向分量的被檢測交流磁場信號的變化而變化，在電路中所述圓弧狀非晶材料部件2兩端產生反映被檢測交流磁場信號幅度變化的交流電壓信號。
[0024]所述前置放大器3:用于對圓弧狀非晶材料部件2輸出的交流電壓信號進行初步放大。
[0025]因為該圓弧狀非晶材料部件2采用圓弧形狀，只有半徑和圓心位置與非晶材料圓弧相同的磁力線才能完整通過非晶材料軸心，從而獲得最大的磁場檢測靈敏度。
[0026]作為本發(fā)明一較佳實施例，空心磁管9采用圓弧狀，且小于或等于四分之一圓周長。
[0027]所述檢波器4:用于前置放大器3輸出的交流電壓信號檢波，檢波器4輸出信號的平均幅度反映了通過非晶材料部件2環(huán)形交流磁場的強弱。
[0028]所述低通濾波器5:用于濾除檢波器4輸出信號的交流成份。
[0029]所述放大器6:用于對濾波器5輸出信號的放大。
[0030]非晶材料部件