光纤传感器
光纤传感器技术是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的一门崭新的技术。光纤传感器与传统的各类传感器相比有许多特点,如灵敏度高.抗电磁干扰能力强,耐腐蚀,绝缘性好,结构简单,体积小.耗电少,光路有可挠曲性,以及便于实现遥测等。
光纤传感器一般分为两大类,压力传感器,一类是利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器.称为功能型传感器;另一类是光纤仅仅起传输光波的作用,必须在光纤端面或中间加装其他敏感元件才能构成传感器,称为传光型传感器。无论哪种传感器,其工作原理都是利用被测量的变化调制传输光光波的某一参数,使其随之变化,然后对已调制的光信号进行检测,陶瓷压力传感器,从而得到被测量。
光纤传感器可以测量多种物理量.目前已经实用的光纤传感器可测量的物理量达70多种,因此光纤传感器具有广阔的发展前景。
霍尔传感器是目前使用广泛的磁传感器之一。它不仅可以用来测量磁场,还可用于测量电流、速度、位置、角度和转速等物理量,在精密测量、工业自动化控制、汽车电子、家用电器等领域获得广泛应用。本课题是上海汽车工业科技发展会支持项目“相位传感器的研究开发”的一部分,着重探讨在研究开发霍尔相位传感器组件过程中出现的理论性关键技术。
先简要介绍了霍尔效应的基本原理,霍尔元件和霍尔集成电路的发展过程和近况。对Si双极型霍尔开关集成电路的工作原理其中包括稳压电路、放大电路和触发电路等进行了认真的分析和,***研究了温度补偿、电阻修调等关键技术,进气压力传感器,成功完成了霍尔开关集成电路在工作温度范围内(-40℃—— 150℃)的温度,并完成了Si双极型霍尔开关集成电路的版图设计。
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1995 年,由美国麻省理工学院和日本东北大学的两个研究小组***发现,将两个磁性电极层之间用极薄的绝缘层分开会产生很大的磁电阻效应(室温下达到11%)。这种由磁性层/绝缘层/磁性层构成的结构,称为磁性隧道结(MTJ)。在MTJ 中,中间的绝缘层很薄(几个纳米),使得可以有大量电子隧穿通过。通过隧道结的电流依赖于两个磁性层的磁化强度矢量的相对取向。这种隧穿电流随外磁场变化的效应被称为隧道磁电阻(TMR)效应。隧道磁电阻效应可以由Julliere 双电流模型解释。假定电子在隧穿过程中自旋不发生翻转,并且隧穿电流正比于费米面附近电子的态密度。当MTJ两侧铁磁层处于平行排列时,左侧的少子电子向右侧的少子空态隧穿,左侧的多子电子向右侧的多子空态隧穿,MTJ 处于低阻态;当MTJ两侧铁磁层处于反平行排列时,机油压力传感器,左侧的少子电子向右侧的多子空态隧穿,而左侧的多子电子向右侧的少子空态隧穿,MTJ 呈现高阻态。
由于贴合TMR器件与超导磁放大器的低温胶过厚导致TMR—超导磁放大器间距过大(50 μm),使得TMR/超导复合式磁传感器的灵敏度、探测精度较GMR/超导复合式磁传感器、SQUID 等器件仍有明显差距。理论计算表明,减小TMR—超导磁放大器间距将使得磁场放大倍数呈指数形式上升;若能将TMR—超导磁放大器间距降低至0.5 μm以内,磁场放大倍数可接近1000 倍。今后可通过热压印等技术减小TMR—超导磁放大器间距,从而提高器件的灵敏度。
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