[发明专利]一种磁传感器及其使用方法

说明书

本发明提供了一种磁传感器，包括柔性体，该柔性体具有导电性，并且该柔性体中包含磁性材料。工作状态时，外界磁场作用于磁传感器，柔性体中的磁性材料受到磁场作用，引起柔性体发生形变，从而引起柔性体的电信号发生改变，通过检测柔性体的电信号的变化实现磁场的探测。该磁传感器结构简单，成本低，对磁场响应灵敏，可探测的外界磁场范围量程宽，在磁传感器技术领域中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及磁场探测技术，具体涉及一种磁传感器及其使用方法。

背景技术

磁传感器是传感器中的一个重要组成部分，是把磁学信号变换成为电信号等其他所需形式的信息输出的传感器。经过近一个世纪的发展，磁传感器在人类社会生活的各个方面发挥着越来越来重要的作用，每年全世界有数以十亿计的磁传感器投入使用。伴随着磁传感器的日臻完善，各行各业对其提出了越来越高的要求，尤其是要求其探测精度越来越高，同时要求其使用量程越来越宽，进一步拓宽应用领域，以满足实际应用的需求。因此，具有高的探测精度同时具有宽的使用量程是磁传感器新的发展方向之一，也越来越受到了研究学者的广泛关注。

目前，较为常见的磁传感器主要有霍尔(Hall)传感器、磁通门和电流感应磁传感器、磁电阻型传感器等。从目前的研究来看，室温下磁传感器的探测精度与量程通常是顾此失彼。因此，制备即满足高的探测精度又能实现宽的探测量程的磁传感器仍然是一大挑战，寻求新型的磁传感器是目前努力的方向之一。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供一种磁传感器，包括柔性体，所述柔性体具有导电性，并且所述柔性体中包含磁性材料；

工作状态时，外界磁场作用于磁传感器，柔性体中的磁性材料受到磁场作用，引起柔性体发生形变，从而引起柔性体的电信号发生改变，通过检测柔性体的电信号的变化实现磁场的探测。

所述柔性体具有柔韧性，即，能够进行形变，例如拉伸、扭转、折叠等。所述柔性体的材料不限。作为优选，所述柔性体采用橡胶材料，例如可以采用二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex橡胶以及苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS)等中的的一种或者两种以上的复合材料。

所述磁性材料不限，包括钕铁硼、铽镝铁(TeDyFe)、钐钴中的一种或者几种。所述磁性材料可以是粉体、块体等。所述磁性材料与所述柔性体的结构不限，作为一种实现方式，所述磁性材料呈颗粒状分布在所述柔性体中，作为优选，所述磁性材料呈颗粒状均匀固定在所述柔性体中。

所述电信号指表征所述柔性体导电性能的参数，包括但不限于电阻、电压、电流、阻抗等。

通过调整所述磁性材料在柔性体中的含量可调节磁场响应灵敏度，作为优选，柔性体与磁性材料的质量比为1:1～20:1。

作为一种实现方式，所述磁传感器包括第一柔性层以及位于第一柔性层表面的第二柔性层，所述第一柔性层具有导电性，所述第二柔性层中包含磁性材料；工作状态时，外界磁场作用于磁传感器，第二柔性层中的磁性材料受到磁场作用，引起第二柔性层发生形变，从而带动第一柔性层发生形变，引起第一柔性层的电信号发生改变，通过检测第一柔性层的电信号的变化实现磁场的探测。

作为一种实现方式，所述第一柔性层包含第一柔性材料与导电材料，其中的导电材料的导电性能主要或者全部决定所述第一柔性层的导电性。

为了提高所述磁传感器的灵敏度，作为优选，所述第一柔性层中的导电材料呈颗粒状取向排列，即，按照一定方向排列，在这种状态下，当外界磁场作用于磁传感器引起第二柔性层发生形变时，其中的导电颗粒的结构对该形变响应敏感，从而提高了第一柔性层的电性能随该形变而变化的灵敏性，即，提高了磁传感器的探测精度。

作为一种实现方式，所述导电材料具有磁场响应特性，第一柔性层的制备过程包括如下步骤：