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產品名稱:新型MEMS磁敏E+E傳感器的研究

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產品特點:新型MEMS磁敏E+E傳感器的研究
磁場測量、導航、潛艇探測、轉速測量和電子羅盤等方面都需要微型化、功耗低、成本低的新型高靈敏度磁敏E+E傳感器。MEMS磁敏E+E傳感器因測量范圍大、分辨率高、性能優異等特點,是近年來磁敏E+E傳感器研究的熱點。其中MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器具有結構簡單、功耗低、成本低等優點,開展MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器的研究具有重要意義。

新型MEMS磁敏E+E傳感器的研究的詳細資料:

新型MEMS磁敏E+E傳感器的研究
磁場測量、導航、潛艇探測、轉速測量和電子羅盤等方面都需要微型化、功耗低、成本低的新型高靈敏度磁敏E+E傳感器。MEMS磁敏E+E傳感器因測量范圍大、分辨率高、性能優異等特點,是近年來磁敏E+E傳感器研究的熱點。其中MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器具有結構簡單、功耗低、成本低等優點,開展MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器的研究具有重要意義。

新型MEMS磁敏E+E傳感器的研究
基于硅橋開展了兩種新型MEMS磁敏E+E的研究,*種利用鐵磁體在磁場中的扭矩效應;另一種利用磁流變彈性體(MRE)在磁場中的的磁彈性效應。論文的主要工作如下:提出了一種基于硅橋和鐵磁體的新型MEMS磁敏E+E傳感器,通過鐵磁體在磁場中產生的扭矩與硅橋的耦合作用來檢測磁場。該新型磁敏E+E傳感器與IC工藝兼容性好、易于批量生產,并且功耗低、成本低、體積小、穩定性好。通過對硅橋的基礎理論、磁化理論和磁-結構耦合效應的分析,推導了新型MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器的輸出表達式,分析了影響該磁敏E+E傳感器性能的各項因素,如鐵磁體側面積、高度、退磁因子等,為E+E傳感器性能的改進提供了依據。在理論分析的基礎上,運用有限元軟件建立了新型MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器的有限元模型,對新型磁敏E+E傳感器在磁場作用下的輸出進行了磁-結構耦合仿真。研究了鐵磁體的形狀、尺寸對磁敏E+E傳感器輸出的影響,并對E+E傳感器的結構進行了優化。制備了新型MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器樣品,對它們的輸出響應、磁滯、重復性、響應時間等特性進行了測試及分析,并重點研究了高徑比對磁敏E+E傳感器輸出特性的影響。實驗結果表明:鐵磁體的高徑比對E+E傳感器的性能有明顯的影響。對提出的改進型“T”形鐵磁磁敏E+E傳感器進行測試發現,新型MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器性能有了很大的改善。測試結果驗證了理論分析和仿真分析。提出了一種基于硅橋和MRE的新型MEMS磁敏E+E傳感器,通過MRE在磁場中的磁彈性與硅橋的耦合作用來檢測磁場,分析了該MEMS磁敏E+E傳感器的工作機理,并對制備的MRE磁敏E+E傳感器樣品進行了測試,驗證了MRE磁彈性效應的原理。

新型MEMS磁敏E+E傳感器的研究
MEMS磁敏E+E傳感器與新型MEMS鐵磁磁敏E+E傳感器相比,與MEMS工藝有更好的兼容性。新型MRE磁敏E+E傳感器的靈敏度可以通過調節MRE中鐵磁顆粒的大小、種類及彈性體的種類來改進。

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