[发明专利]一种仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，其特征在于，包括：

第一磁致伸缩结构；

第二磁致伸缩结构，所述第一磁致伸缩结构设置于所述第二磁致伸缩结构的一面；

压电反应结构，所述压电反应结构设置于所述第二磁致伸缩结构的另一面；其中，第一磁致伸缩结构、第二磁致伸缩结构和压电反应结构组成圆柱状，所述第一磁致伸缩结构与所述第二磁致伸缩结构具有不同的磁致伸缩系数。

2.根据权利要求1所述的仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，其特征在于，所述第一磁致伸缩结构、第二磁致伸缩结构和压电反应结构的表面设置为圆形，所述第一磁致伸缩结构、第二磁致伸缩结构和压电反应结构的表面受轴向、径向和周向约束。

3.根据权利要求2所述的仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，其特征在于，所述仿生ME磁传感器为圆片层合状传感器；所述第一磁致伸缩结构设置为呈圆片状的第一磁致伸缩片，所述第二磁致伸缩结构设置为呈圆片状的第二磁致伸缩片，所述压电反应结构设置为呈圆片状的压电层；所述第一磁致伸缩片下端与所述第二磁致伸缩片的上端连接，所述第二磁致伸缩片的下端与所述压电层的上端连接。

4.根据权利要求3所述的仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，其特征在于，所述第一磁致伸缩片采用第一正磁致伸缩材料，第二磁致伸缩片采用第一负磁致伸缩材料，第一正磁致伸缩材料与第一负磁致伸缩材料均设置为横向磁化，所述压电层设置为沿厚度方向极化。

5.根据权利要求2所述的仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，其特征在于，所述仿生ME磁传感器为圆环嵌套状传感器；所述第一磁致伸缩结构设置为呈圆弧状的磁致伸缩带，所述第二磁致伸缩结构设置为呈圆环状的磁致伸缩环，所述压电反应结构设置为呈圆环状的压电环；所述磁致伸缩环的圆环内壁与所述压电环的圆环外壁连接，所述磁致伸缩带的内弧一侧与所述磁致伸缩环的圆环外侧连接。

6.根据权利要求5所述的仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，其特征在于，所述磁致伸缩带采用第二正磁致伸缩材料，所述磁致伸缩环采用第二负磁致伸缩材料，第二正磁致伸缩材料与第二负磁致伸缩材料均设置为横向磁化，所述压电环设置为沿圆环径向极化。

7.根据权利要求1所述的仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，其特征在于，所述仿生ME磁传感器还包括第三磁致伸缩结构和第四磁致伸缩结构，所述第四磁致伸缩结构设置于所述第三磁致伸缩结构的一端，所述压电反应结构设置于所述第三磁致伸缩结构的另一端。

8.一种仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

提供第一磁致伸缩结构、第二磁致伸缩结构以及压电反应结构；

将第一磁致伸缩结构连接在第二磁致伸缩结构的一面上，将压电反应结构连接在第二磁致伸缩结构的另一面上，得到仿生ME磁传感器。

9.根据权利要求8所述仿生ME磁传感器的制备方法，其特征在于，所述仿生ME磁传感器为圆片层合状传感器；提供第一正磁致伸缩材料，第一负磁致伸缩材料，压电材料和粘合剂；

将第一正磁致伸缩材料、第一负磁致伸缩材料与压电材料均切割成直径相同的薄圆片，得到第一磁致伸缩片、第二磁致伸缩片和压电层；将第一磁致伸缩片、第二磁致伸缩片和压电层依次叠合，在第一磁致伸缩片与第二磁致伸缩片之间和第二磁致伸缩片与压电层之间涂覆粘合剂，得到圆片层合状传感器；

或所述仿生ME磁传感器为圆环嵌套状传感器；

提供第二正磁致伸缩材料，第二正磁致伸缩材料和压电材料；

将第二负磁致伸缩材料和压电材料切割成圆环状，得到磁致伸缩环和压电环，其中，磁致伸缩环的内圈直径小于压电环的外圈直径；

对第二正磁致伸缩材料进行切割，得到磁致伸缩带；

将压电环嵌入磁致伸缩环的内圈，并将磁致伸缩带贴合在磁致伸缩环的外圈，得到圆环嵌套状传感器。

10.一种仿生ME磁传感器测试装置，其特征在于，用于测试上述权利要求1至7任一项所述的仿鲑鱼磁感知机理的仿生ME磁传感器，所述测试装置包括：

交流磁场发生器和直流磁场发生器，所述仿生ME磁传感器设置在所述交流磁场发生器上；

锁相放大器，所述锁相放大器的一端连接于所述仿生ME磁传感器的一侧；信号发生器，所述信号发生器的首端与所述锁相放大器的另一端连接，所述信号发生器的尾端与所述交流磁场发生器连接；

高斯磁力计，所述高斯磁力计与所述仿生ME磁传感器的另一侧连接；电源结构，所述电源结构与所述直流磁场发生器连接。