[发明专利]一种巨磁电阻传感器特性检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及巨磁电阻(GMR)传感器检测技术，尤其涉及一种较宽频带磁场作用下巨磁电阻传感器特性检测装置及方法。

背景技术

目前已有的巨磁电阻传感器测试系统，均由磁场发生装置及传感器自动测试系统组成。磁场发生装置由永磁体或螺线管等组成，自动测试系统多基于LabVIEW软件构成。永磁体产生的磁场属静态磁场，螺线管磁场频率取决于螺线管通过电流，而频率和幅度均连续变化的电流源成本高昂。这样，虽然巨磁电阻传感器的频带很宽，但已有测试系统基本上都是某个频率点上的测试，缺乏较宽频带内全面测试巨磁电阻传感器性能的手段，研制新的磁场发生装置迫在眉睫。

另外，现有巨磁电阻传感器测试系统对温度和振动干扰下性能的测试缺乏简易可行的手段，温度测试通常需要温控箱的配合，振动试验则需要振动台的介入，在提高测试系统成本的同时，也增加了系统设计、实现和调整的复杂程度。巨磁电阻传感器应用时会遇到温度、振动等因素的影响，目前的测试系统缺乏多因素综合作用下传感器性能的全面测试评估。

此外，已有测试系统普遍存在结构复杂，且操作不够简单、方便，难以满足大批量情况下巨磁电阻传感器特性的全面快速测试。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种巨磁电阻传感器特性检测装置及方法，可全面测量较宽频带范围内磁场变化情况下传感器输入-输出特性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种巨磁电阻GMR传感器特性检测装置，其特征在于：该装置包括：磁场发生装置(1)和巨磁电阻传感器放置装置(2)，所述巨磁电阻传感器放置装置(2)位于所述磁场发生装置(1)的中心位置，所述磁场发生装置(1)用于通过改变磁铁位置和电机转速产生连续变化的交变磁场；所述巨磁电阻传感器放置装置(2)用于输出电压信号，对所述交变磁场进行测量。

所述磁场发生装置(1)由磁铁位置调整机构(3)和旋转平台(4)构成，其中，所述磁铁位置调整机构(3)用于通过改变磁铁位置产生大小连续变化的磁场；所述旋转平台(4)用于通过改变电机转速产生交变磁场；所述磁铁位置调整机构(3)固定在旋转平台(4)上，磁铁位置调整机构(3)由磁铁固定装置(8)和滑轨(9)构成，永磁体(10)固定于磁铁固定装置(8)中，旋转平台(4)与电机(11)的转轴(12)相连。

所述巨磁电阻传感器放置装置(2)包括传感器安装电路板(5)，传感器安装电路板(5)主要安装有特斯拉计探头(6)和巨磁电阻传感器(7)，其中，所述特斯拉计探头(6)用于将测量到的标准磁场信号转换为电压信号；所述巨磁电阻传感器(7)用于输出电压信号；所述巨磁电阻传感器放置装置(2)包括：转盘(13)，与传感器安装电路板(5)相连，用于产生和测试巨磁电阻传感器(7)与磁场发生装置(1)产生的磁场的偏转角度。

所述装置进一步包括：加温电阻(19)和铂电阻温度传感器(17)，其中，所述加温电阻(19)用于通过输入电流变化的热效应提高温度，所述铂电阻温度传感器(17)用于将测量到的温度信号转换为电压信号；或者，由导气管(21)和液氮(22)组成的降温装置(20)和铂电阻温度传感器(17)，其中，所述降温装置(20)用于通过导气管(21)导入液氮(22)来降低温度，所述铂电阻温度传感器(17)用于将测量到的温度信号转换为电压信号。

巨磁电阻传感器放置装置(2)包括：水平方向振动机构(15)和/或竖直方向振动机构(16)及压电式加速度传感器(18)，所述水平方向振动机构(15)用于产生水平方向振动信号；所述竖直方向振动机构(16)用于产生竖直方向振动信号；所述压电式加速度传感器(18)输出水平方向振动信号或竖直方向振动信号。

该方法包括：调整磁场大小和电机的转速产生连续变化的交变磁场，在此交变磁场作用下，巨磁电阻传感器输出电压信号经信号调理后进行检测。

该方法进一步包括：调整巨磁电阻传感器(7)与磁场方向的夹角，输出其电压信号；或者，通过加温电阻和/或降温装置调节温度信号，将该温度信号转换为电压信号；或者，按照设定的控制规律产生振动干扰信号，输出此振动干扰信号。

所述调整磁场大小和电机的转速产生连续变化的交变磁场，包括：通过调整永磁体材料和/或磁场固定装置在滑轨中的位置调整磁场大小，通过设定电机的旋转速度范围调节旋转磁场的频率。

升温过程通过加温电阻的电流热效应实现，降温过程由降温装置实现，通过正对于巨磁电阻传感器放置装置的导气管导入液氮实现，温度信号通过传感器安装电路板上的铂电阻温度传感器输出。