[发明专利]一种高分辨率非晶丝正交磁通门传感器及其制造技术

权利要求书

1.一种高分辨率非晶丝正交磁通门传感器，其特征在于，所述高分辨率非晶丝正交磁通门传感器至少包括：一个紧凑型直线形非晶丝传感器探头，一个电源电路，一个激励电流电路和一个信号处理电路。

2.一种紧凑型轴对称直线形非晶丝传感器探头，其特征在于，所述紧凑型轴对称非晶丝传感器探头由一根直径15-120微米、长20-45毫米高磁导率、近零负磁致伸缩系数Co-Fe-Si-B-RE系非晶丝直线形芯体和一个直接在芯体上绕制的采样线圈所构成。

采样线圈相对于芯体的轴线严格对称。在芯体与线圈之间，除绕制线圈的漆包线外表面绝缘漆和空气外，没有任何其他介质。

芯体的长度(不包括两端焊接或压接的长度)应大于传感线圈长度4-6毫米，线圈两端距离焊点各2-3毫米，减小芯体两端退磁场对采样信号的影响。

3.根据权利要求2.紧凑型轴对称直线形非晶丝传感器探头，其特征在于，所述的紧凑型轴对称非晶丝传感器探头中作为直线形芯体的非晶丝在制备探头前应经良好的退火处理，消除非晶丝在制备(包括熔体快淬冷却过程)和加工过程中产生的内、外应力，在不保证发生非晶态向纳米晶和晶态转变的情况下，尽可能将非晶丝中磁各向异性降至最小。

4.一个给激励电流电路提供正负双电源的电源电路，其特征在于，所述的电源电路不论采用单变双电源模块，还是采用双电源输入，电源电路的电噪声应控制在纳伏级以下。

5.一个给高分辨率非晶丝正交磁通门传感器紧凑型轴对称非晶丝传感器探头提供直流偏置Idc和双极性方波激励电流Iac的激励电流电路，其特征在于，所述激励电流电路至少应包括一个晶体振荡器，一个分频电路，一对三极管，一个隔直流电容和两个分别调节激励电流Iac，Idc大小的电阻。

该电路通过晶体振荡器和分频电路产生几十～几百千赫兹的双极性的方波信号作为激励信号源，同时产生频率相同、相位相反的方波信号，作为相敏检波器的参考信号。激励信号通过PNP和NPN三极管、电容C_H和电阻R1对非晶丝进行激励，激励电流Ip-p(即Iac)20mA～40mA。

通过电阻R2对非晶丝施加10mA～20mA直流偏置电流Idc。

在传感器非晶丝芯体上施加足够大的直流偏置电流Idc将可能完全抑制由交流偏置电流Iac在正交磁通门芯体上产生的磁噪声并急剧地减小正交磁通门的零点漂移。

6.一种高分辨率非晶丝正交磁通门传感器低噪声、高信噪比信号处理电路，其特征在于，所述低噪声、高信噪比信号处理电路至少应包括：前置放大器、相敏检波器、积分器和反馈电路。

7.根据权利要求6.低噪声、高信噪比信号处理电路，其特征在于，所述的信号处理电路至少应包含一个前置放大器，所用电流放大器噪声应低于nV级水平。

8.根据权利要求6.低噪声、高信噪比信号处理电路，其特征在于，所述的信号处理电路采用4个单刀双掷模拟开关相敏检波器，实现全波检波，提高传感器的信噪比。

9.根据权利要求6.低噪声、高信噪比信号处理电路，其特征在于，所述的信号处理电路使用运算放大器积分电路，通过调节电容C4和电阻R4的数值可以调节积分器的时间常数，进而可以改变传感器的频率响应特性。

10.根据权利要求6.低噪声、高信噪比信号处理电路，其特征在于，所述的信号处理电路使用负反馈电路，负反馈电路包括反馈电阻R0和电位器Rx，反馈电流通过传感器的感应线圈L，形成负反馈回路。通过调节R＝R0+Rx的值，可以调节传感器的灵敏度S。S＝R/K，K是探头感应线圈的线圈常数，单位是nT/μA。