專利名稱：高磁導(dǎo)率材料和石英音叉復(fù)合的磁傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁傳感器，尤其涉及一種高磁導(dǎo)率材料和石英音叉復(fù)合的磁傳感器。
技術(shù)背景在現(xiàn)有磁測(cè)量方法中，法拉第磁電感應(yīng)的原理是通過線圈感應(yīng)的方法測(cè)量磁場(chǎng)，測(cè)量范 M 10—3 100T。而使用搜索線圈靈敏度更高，可以達(dá)到10—ieT。磁光效應(yīng)法利用法拉第效應(yīng) 或洛侖茲力測(cè)量磁場(chǎng)，靈敏度一般可以達(dá)到1(T4T。光纖干涉法靈敏度達(dá)10—1QT。美國專利US patent 20020135364A1提出高靈敏度磁阻傳感器，磁阻傳感器對(duì)弱磁場(chǎng)的靈敏度不高，測(cè)量 磁場(chǎng)的靈敏度為10—3T。巨磁阻效應(yīng)有較高磁靈敏性，分辨力達(dá)到10—I()T，但是它應(yīng)用時(shí)需要 加偏置電源?；魻栃?yīng)測(cè)量靈敏度在10—7T，是使用最廣泛的方法之一，但其噪聲水平及靜態(tài) 偏移較大。對(duì)于弱磁測(cè)量則需要更高靈敏度(高精度)的磁傳感器和探測(cè)器。目前廣泛應(yīng)用 的磁通門磁場(chǎng)傳感器磁靈敏度可達(dá)到10—，磁通門傳感器有高的分辨率和良好的魯棒性， 但是它的功耗較大，價(jià)格較高，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，微型化較困難。核磁共振磁傳感器體積大， 功耗高，價(jià)格昂貴，頻率響應(yīng)較低。超導(dǎo)量子干涉磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x(SQUID)是目甜分辨率最高 的磁場(chǎng)探測(cè)器，它是以約瑟夫遜效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，用超導(dǎo)材料制成的，在超導(dǎo)狀態(tài)下檢測(cè)外 磁場(chǎng)變化的一種磁測(cè)裝置，它的磁場(chǎng)測(cè)量分辨率最高可達(dá)10"5T,但其結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜、體積 龐大且價(jià)格昂貴，還需制冷裝置，從而限制了它們的應(yīng)用。高Q值(低損耗)、寬頻帶、高靈敏度磁電復(fù)合結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究，目前國內(nèi)外尚未見有 關(guān)成功研究的報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開了一種高磁導(dǎo)率材料和石英音叉復(fù)合的磁傳感器，它包括石英音叉和高磁導(dǎo) 率材料片；高磁導(dǎo)率材料片設(shè)置在石英音叉的其屮一個(gè)叉臂的端頭上。石英音叉形狀為長方體一端有一長方體形的缺口，其正面為U型，側(cè)面為長方型； 高磁導(dǎo)率材料片可設(shè)置在石英音叉其中一個(gè)叉臂端部的"U"型面一側(cè)、或叉臂外側(cè)面、或 音叉臂內(nèi)側(cè)面、或叉臂的端面。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是提供了一種高磁電系數(shù)、高靈敏度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的磁傳感器。


圖l、高磁導(dǎo)率材料片在石英音叉上的設(shè)置位置示意一； 圖2、高磁導(dǎo)率材料片在石英音叉上的設(shè)置位置示意二； 圖3、高磁導(dǎo)率材料片在石英音叉上的設(shè)置位置示意三；具體實(shí)施方式
石英材料具有極高的品質(zhì)因數(shù)，將其制作成石英音叉1，密封石英音叉1的品質(zhì)因數(shù)可 達(dá)到幾十萬以上，即使是裸露在空氣中的石英音叉1，其品質(zhì)因數(shù)也有一萬左右。為此，本 發(fā)明將石英音叉1與高磁導(dǎo)率材料片2結(jié)合，構(gòu)成一種高磁導(dǎo)率材料和石英音叉復(fù)合的磁傳 感器。石英音叉1在外加電激勵(lì)下會(huì)產(chǎn)生諧振，由于外界磁場(chǎng)的變化引起高磁導(dǎo)率材料片2 所受磁力的變化，從而改變石英音叉1的諧振頻率、諧振幅度和品質(zhì)因數(shù)，通過檢測(cè)石英音 叉l的諧振頻率、諧振幅度或品質(zhì)因素的值(三參數(shù)中任何一個(gè))，可以檢測(cè)出磁場(chǎng)的大小， 從而構(gòu)造出一種磁性材料與石英音叉1復(fù)合的磁傳感器。其具體結(jié)構(gòu)為它由石英音叉1和1片矩形高磁導(dǎo)率材料片2構(gòu)成；高磁導(dǎo)率材料片2 可設(shè)置在石英音叉1的其中一個(gè)音叉臂端頭5個(gè)面的任意位置。理論上音叉的形狀可以是任何符合音叉諧振特性的其它形狀(如最常見的音叉臂截面為 圓形)，但是高磁導(dǎo)率材料片2是用于改變石英音叉1振動(dòng)參數(shù)的關(guān)鍵，為了便于高磁導(dǎo)率材 料片2感應(yīng)外界磁場(chǎng)的變化，以及便于高磁導(dǎo)率材料片2對(duì)音叉?zhèn)鬟f作用力，本發(fā)明將石英 音叉l形狀設(shè)計(jì)為長方體一端有一長方體形的缺口，其正面為U型，側(cè)面為長方型。參見圖1至3，高磁導(dǎo)率材料片2設(shè)置在音叉上的不同位置示意圖1為高磁導(dǎo)率材料 片2固定在叉臂端部的"U"型面一側(cè)時(shí)的位置示意；圖2為高磁導(dǎo)率材料片2固定在叉臂外側(cè) 面時(shí)的位置示意；圖3為高磁導(dǎo)率材料片2固定在叉臂端面時(shí)的位置示意；高磁導(dǎo)率材料片 2還可固定在音叉臂內(nèi)側(cè)面，其所在位置與圖2所示的高磁導(dǎo)率材料片2位置相對(duì)。
權(quán)利要求
1、一種高磁導(dǎo)率材料和石英音叉復(fù)合的磁傳感器，其特征在于它包括石英音叉(1)和高磁導(dǎo)率材料片(2)；高磁導(dǎo)率材料片(2)設(shè)置在石英音叉(1)的其中一個(gè)叉臂的端頭上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高磁導(dǎo)率材料和石英音叉復(fù)合的磁傳感器，其特征在于石英 音叉(1)形狀為長方體一端有一長方體形的缺口，其lH面為U型，側(cè)面為長方型高磁導(dǎo)率材料片(2)可設(shè)置在石英音叉(1)其中一個(gè)音叉臂端部的"U"型面一側(cè)、或音叉臂外側(cè)面、或音叉臂內(nèi)側(cè)面、或叉臂的端面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高磁導(dǎo)率材料和石英音叉復(fù)合的磁傳感器，它包括石英音叉和高磁導(dǎo)率材料片；高磁導(dǎo)率材料片設(shè)置在石英音叉的其中一個(gè)叉臂的端頭上。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是提供了一種高磁電系數(shù)、高靈敏度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的磁傳感器。
文檔編號(hào)G01R33/02GK101604007SQ200910104330
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者文玉梅, 平 李 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)