本成果将磁致伸缩材料与高 Q 值石英谐振器复合, 设计了一种隔离磁机阻尼 的数字频率输出型差分谐振式磁传感器。在磁场作用下, 磁致伸缩力高效传递到 音叉谐振器, 借助音叉谐振器力敏感特性, 实现磁-力-频率转换。传感器具有高 灵敏度、高 Q 值、低功耗、低温漂、低噪声等优点。
技术指标:
(1)灵敏度 42Hz/mT;(2)探测极限优于 500pT/Hz@1Hz;
(3) Q 值>15000;(4)量程±15mT;(5)滞后<5Hz (0.4%F.S)。
创 新 点:
(1)利用双端固定双梁音叉谐振器结构的解耦特性, 设计应力耦合结构替 代应变耦合方式, 隔离磁致伸缩材料的磁机阻尼, 保证复合传感器 Q 值与音叉谐 振器 Q 值相当;
(2)紧凑型偏置磁路差分敏感结构设计,保证传感器工作于性能最优及线 性区,抑制温度及共模噪声影响;
(3)专用高稳定低相噪厚膜集成电路,配合高真空低水汽微机电一体化封 装技术,保证传感器性能及长期稳定性,进一步释放传感器磁探测潜力。