基于磁电复合材料的高灵敏磁场传感器

摘要

磁电复合异质结材料具有优异的磁电复合性能,因此其在传感器,数据存储以及通信等方面有着广防的应用前景.磁电复合材料是由具有磁滞伸缩功能和具有压电功能的智能材料精密的组合在一起,通过应变作用实现磁场和电场之间的相互转换.本文阐述了高灵敏磁场传感器设计，在此结构中，中间部分是压电相(如PZT)，它的上下表面会通过环氧树脂和电极连接起来，最外层是磁滞伸缩相Metglas。由于此结构采用了材料的“3-3”模式，而对于压电相来说，其“3-3”模式下的压电性能要好于“3-1”模式，所以，这种特殊的结构能够大幅度提高材料的磁电耦合性能，从而得到更高的输出信号。通过磁电复合材料可以将磁场信号转化成电荷信号，为了采集该感应信号设计了一种低噪音的电荷放大器，此种放大器采用了极低功耗的IC芯片，其功耗只有62uW，适合长时间的磁场探测工作。