[发明专利]非晶金属纤维的温度特性测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及温度特性测试装置。

背景技术

非晶金属纤维的微观结构呈长程无序和短程有序态，且其具有良好的几何对称性、较小磁滞损耗和矫顽力、负或近零磁致伸缩系数、高磁导率、特殊磁畴结构和趋肤效应(Skin Effect)等特点，尤其是较高频率下的显著巨磁阻抗效应GMI(giant magneto-impedance)明显优于非晶薄带、磁性薄膜和电沉积复合纤维等其它类型材料，故非晶纤维更适合作为GMI磁敏传感器用新型敏感材料(参见V.Zhukova，M.Ipatov，A.Zhukov.Thin Magnetically Soft Wires for Magnetic Microsensors.Sensors.2009，9：9216-9240.)。该类型敏感材料在不同环境温度条件下，其巨磁阻抗效应变化显著(参见H.Chiriac，C.S.Marines铜，T.-A.Ovari.Temperature Dependence of the Magneto-impedance Effect in Co-rich Amorphous Glass-covered Wires.Journal of Magnetism and Magnetic Materials，2000，215-216：539-541.)。同时不同的温度将直接影响GMI输出稳定性，阻抗变化率的微小波动亦将会导致信号处理电路电压信号的巨大变化，从而影响磁敏传感器的工作稳定性和测量精度。因此，针对非晶丝的温度特性来选择适当合理的传感器工作温度范围，建立相应温度补偿，以期满足高灵敏度、分辨率和使用精度的GMI磁敏传感器整体电路设计和研制需求。

由于目前非晶金属纤维温度测试装置结构复杂、温控不精确，从而影响磁敏传感器的的研制。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前非晶金属纤维温度测试装置结构复杂、温控不精确的问题，提供一种非晶金属纤维的温度特性测试装置。

非晶金属纤维的温度特性测试装置，它由精密阻抗测试系统、恒温环境发生系统和零磁场校正系统组成；精密阻抗测试系统由精密阻抗分析仪、亥姆霍兹线圈和恒流电源组成，恒温环境发生系统包括恒温工作箱、温控仪和液氮储罐；所述恒温工作箱上设置有液氮进口、液氮出口和导线接口，其中液氮出口和导线接口设置在恒温工作箱的正面，液氮进口设置在恒温工作箱的背面；零磁场校正系统采用磁通门磁强计实现，液氮储罐的液氮输出端与恒温工作箱的液氮进口连通，温控仪的温度输入端连接在恒温工作箱的温度输出端，温控仪的温度控制输出端连接在恒温工作箱的温度控制输入端，精密阻抗分析仪用于采集恒温工作箱中待测非晶纤维的阻抗；恒流电源用于给亥姆霍兹线圈提供工作用恒流源，磁通门磁强计的探头设置在恒温工作箱的内腔，亥姆霍兹线圈固定在恒温工作箱的两个侧面，且磁通门磁强计的探头轴向平行于亥姆霍兹线圈的轴向。

本发明中的恒温工作箱是实现非晶丝温度特性测试的核心部分，采用较小型恒温箱易于温度的有效控制，可提高温度的控制精度。磁通门磁强计的零磁场校正系统可以有效避免外磁场和地磁场的干扰，提高测量精度。本发明与现有温度测量装置相比简单实用，控温精确，不易造成纤维微观组织的晶化，能够获得恒定环境温度非晶金属纤维的温度特性。

附图说明

图1为本发明的工作状态的结构示意图，图2为具体实施方式二中的恒温工作箱的结构示意图，图3为具体实施方式五中0℃时非晶丝阻抗变化率ΔZ/Z₀输出稳定性随外磁场(0Oe-4.2Oe)和激励频率范围(100kHz-15MHz)的三维变化曲线示意图，图4为具体实施方式五中25℃时非晶丝阻抗变化率ΔZ/Z₀输出稳定性随外磁场(0Oe-4.2Oe)和激励频率范围(100kHz-15MHz)的三维变化曲线示意图，图5为具体实施方式五中80℃时非晶丝阻抗变化率ΔZ/Z₀输出稳定性随外磁场(0Oe-4.2Oe)和激励频率范围(100kHz-15MHz)的三维变化曲线示意图。

具体实施方式