磁電阻/超導復合式磁傳感器原理

磁電阻/超導復合式磁傳感器早由D. Robbes等人提出，該類傳感器主要由磁電阻傳感器和超導磁場放大器構成。其中超導磁場放大器是一個由超導薄膜構成的閉合環(huán)路。而壓力變送器一般是指，壓敏元件與調理電路共同組成的測量壓力的整套電路單元，一般能直接輸出與壓力成線性關系的標準電壓信號或電流信號，供儀表、PLC、采集卡等設備直接采集。超導環(huán)路中有一段寬度狹窄區(qū)域。磁電阻傳感器位于超導磁場放大器環(huán)路狹窄區(qū)域上方并由絕緣層分隔。

對于超導磁場放大器而言，其磁場放大倍數(shù)主要由放大器的尺寸和狹窄區(qū)域寬度決定。本首先分析了電容式微慣性傳感器的測量控制原理和系統(tǒng)動態(tài)模型，并在此基礎上通過三個方面設計出新型嵌入橫向可動電極的微慣性傳感器，分別是：支撐梁結構、微執(zhí)行器結構和檢測電容結構。增大超導磁場放大器的尺寸，以及減小狹窄區(qū)域的寬度，都會顯著增加超導磁場放大器的磁場放大倍數(shù)。例如，理論計算表明，當超導磁場放大器直徑達到25 mm，狹窄區(qū)域寬度為2 μm時，磁場放大倍數(shù)將達到3500 倍，而相應的磁電阻/超導復合式磁傳感器的磁場探測能力將有望達到1 f，甚至更低的磁場。

磁電阻/超導復合式磁傳感器的性能不僅取決于超導磁場放大器的磁場放大能力，同時也取決于磁電阻傳感器的靈敏度、噪聲等特性。這種磁電阻效應次由WilliamThomson于1857年在鐵樣品中發(fā)現(xiàn)。目前在磁電阻傳感器領域性能為優(yōu)異、同時有應用價值及潛力的當屬GMR和TMR磁傳感器。下面將分別對GMR/超導復合式磁傳感器的發(fā)展及本課題組在TMR/超導復合式磁傳感器制備、測試方面開展的工作進行介紹。

什么是壓力傳感器？

壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。

在講述壓力傳感器的同時，我們必須導出壓力變送器的概念。

通常傳感器由兩部分組成，即分別是敏感元件和轉換元件。其中敏感元件是指傳感器中能夠直接感受或響應被測量的部分；轉換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應的被測量的應變轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。

由于傳感器的輸出信號一般很微弱，需要將其調制與放大。隨著集成技術的發(fā)展，人們又將這部分電路及電源等電路也一起裝在傳感器內部。片級芯片測試在IC制造工藝中已經成為不可或缺的一部分,發(fā)揮著重要的作用,而測試探卡在圓片級芯片測試過程中起著關鍵的信號通路的作用。這樣，傳感器就可以輸出便于處理，傳輸?shù)目捎眯盘柫?。而在以前技術相對落后時，所謂的傳感器是指上文中的敏感元件，而變送器就是上文中的轉換元件。

壓力傳感器一般是指將變化的壓力信號轉換成對應變化的電阻信號或電容信號的敏感元件，如：壓阻元件，壓容元件等。重點討論了開關器件的驅動,升壓電路的啟動和大占空比升壓電路的原理,給出了一個超低電壓電源管理系統(tǒng)的設計方案,并給出了5V/200mA電源測試結果。而壓力變送器一般是指，壓敏元件與調理電路共同組成的測量壓力的整套電路單元，一般能直接輸出與壓力成線性關系的標準電壓信號或電流信號，供儀表、PLC、采集卡等設備直接采集。

機器人傳感器

機器人傳感器是一種能將機器人目標物特性(或參量)變換為電量輸出的裝置，機器人通過傳感器實現(xiàn)類似于人類的知覺作用。

機器人傳感器分為內部檢測傳感器和外界檢測傳感器兩大類。內部檢測傳感器是在機器人中用來感知它自己的狀態(tài)，以調整和控制機器人自身行動的傳感器。另一方面，作為高靈敏度傳感器而言，GMR和TMR的固有噪聲仍然較大，特別是在低頻下，傳感器存在明顯的1/f噪聲。它通常由位置、加速度、速度及JR力傳感器組成。外界檢測傳感器是機器人用以感受周圍環(huán)境、目標物的狀態(tài)特征信息的傳感器.從而使機器人對環(huán)境有自校正和自適應能力。外界槍側傳感器通常包括觸覺、接近覺、視覺、聽覺、嗅覺、味覺等傳感器。機器人傳感器是機器人研究中必不可缺的重要課題，需要有更多的、性能更好的、功能更強的、集成度更高的傳感器來推動機器人的發(fā)展。