[发明专利]一种阻抗敏感型磁传感器及其硬件检测电路

说明书

一种阻抗敏感型磁传感器及其硬件检测电路，包括电感L、分布电容C、直流电阻和交流电阻；直流电阻和电感L串联形成第一串联组，交流电阻和分布电容C串联形成第二串联组，第一串联组和第二串联组并联形成阻抗敏感型磁传感器；本发明使用了技术成熟的磁芯绕线电感，结构简单、成本低廉、工艺成熟。本发明利用了磁芯绕线电感的巨磁阻抗(GMI)原理，相比于使用CoFeSiB等非晶丝GMI传感器的变化率要高得多，其灵敏度也更高。

技术领域

本发明属于磁传感器技术领域，特别涉及一种阻抗敏感型磁传感器及其硬件检测电路。

背景技术

磁传感器是将磁场、电流、应力应变、温度、光等引起敏感元件磁性能的变化转换成电信号，以这种方式来检测相应的物理量。磁传感器具有非接触测量、抗干扰、恶劣条件适应性强等特点，使得其在生产控制、自动驾驶、导航系统、无损检测等各个领域内都具有广泛的应用。磁传感器已经深入了人类社会生产生活的方方面面。随着生产生活朝着智能化，对磁传感器也提出了更高的要求。未来，灵敏度更高、功耗更低、尺寸更小、成本更低、可无线测量的新型磁传感器的应用必将会成为万物互联、智能工业的基础。

现有的磁传感器主要是以下几种：霍尔型、磁电阻(AMR、GMR、TMR)、磁通门、磁阻抗、SQUID(超导量子干涉仪)。这些传感器自身都存在一些无法避免的缺陷：霍尔传感器灵敏度低，磁电阻和磁阻抗传感器工艺复杂、性能差，GMR传感器的磁滞和温漂较大，磁通门传感器功耗较大、响应速度慢，SQUID仪器庞大，造价昂贵。所以磁阻抗传感器因其灵敏度高、尺寸小、成本低的优势在未来磁传感器应用的竞争中具有巨大的优势。

同样的，针对磁阻抗传感器的检测电路多采用由多个电子元件组成的振荡器，信号检测单元通常采用肖特基二极管峰值检波方式。该方法电路结构复杂，集成度低，整个电路基本采用很基础的电路元件搭建，稳定性差，检波效率低，不能很好的发挥磁阻抗传感器优异的传感性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻抗敏感型磁传感器及其硬件检测电路，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案；

一种阻抗敏感型磁传感器，包括电感L、分布电容C、直流电阻和交流电阻；直流电阻和电感L串联形成第一串联组，交流电阻和分布电容C串联形成第二串联组，第一串联组和第二串联组并联形成阻抗敏感型磁传感器；谐振频率为：

进一步的，电感包括磁芯、螺旋线和电极；磁芯设置在两个平行的电极之间，螺旋线缠绕在磁芯上。

进一步的，一种阻抗敏感型磁传感器的硬件检测电路，包括信号发生器、电阻R、阻抗敏感型磁传感器、增益检测和差分放大器；信号发生器输出两路，一路连接电阻R，电阻R连接阻抗敏感型磁传感器；另一路连接增益检测，增益检测连接差分放大器；增益检测还连接到电阻R和阻抗敏感型磁传感器之间。

进一步的，差分放大器还连接参考电压V_ref，差分放大器输出电压V_out。

进一步的，信号发生器为MAX038波形发生器芯片，产生信号S1。

进一步的，电阻R连接阻抗敏感型磁传感器形成RL串联网络，电阻R为薄膜电阻，薄膜电阻R在串联网络中用来对驱动信号S1分压，分压后的信号S2。

进一步的，增益检测为AD8302相位/增益检测芯片；差分放大器为AD630仪用差分放大器，通过调节参考电压V_ref实现输出信号的调零和降噪；信号发生器输出的驱动信号S1加载到RL串联网络，同时输入到增益检测模块，增益检测模块检测输入信号S2相比于信号S1的幅值增益，输出电压V_d，V_d经过差分放大器模块进行降噪和放大输出电压信号V_out，最后输出的电压V_out是与施加的外磁场成比例关系：V_out＝f(H)。