南京大学仪器厂基于巨磁阻抗效应(Giant Magneto-impedance)的磁强计是近年来磁强计领域的研究热点之一。

      南京大学仪器厂相比于其它类型的磁强计,GMI磁强计具有微型化、高灵敏度、快速响应、高温度稳定性和低功耗的优点。GMI磁强计作为高精度新型磁强计可以运用在航空航天、军事国防、地质勘探、工业测试、交通控制、生物医学等磁测量领域,应用前景十分广阔。本文首先从巨磁阻抗效应的定义出发,从理论上推导了非晶材料的阻抗值,讨论了影响非晶材料阻抗值的因素,对GMI效应从理论上给予解释。然后归纳总结了非晶材料的制备工艺,制备方式等对巨磁阻抗效应的影响。接着从实际设计的角度出发,讨论了敏感材料的具体物理形态、频率的选择、结构参数等与GMI效应的关系。

      在前面研究的基础上,进行GMI磁强计的硬件设计和实现,主要包括磁强计探头的设计和信号处理电路设计。南京大学仪器厂探头部分采用纵向激励,材料选用铁基纳米晶带。电路部分包括信号发生电路,峰值检波电路,滤波电路,差分放大电路,反馈和偏置电路。对设计并焊接实现完毕的磁强计各功能模块进行了调试,给出了具体的实验步骤和实验观察结果。最后,对完成的GMI磁强计进行了整体调试和标定,给出了磁强计的各项指标值。实验结果表明:设计出的GMI磁强计灵敏度达到176.3m V/u T,同时具有高线性度、低重复性误差、低迟滞性误差、体积小的特点。