铁磁性目标磁异信号采集处理系统设计文献综述
摘 要: 针对传统的磁引信系统大多基于金属涡流效应、电磁感应及霍尔效应,在进行目标探测时存在高温环境下效果差,探测灵敏度低以及对目标磁场要求较强等缺点,本文以隧道磁电阻(TMR)传感器为敏感元件的磁信号采集处理系统为对象,论述了隧道磁电阻传感器相比其他磁传感器的优点,并探讨了以隧道磁电阻(TMR)传感器为敏感元件的磁信号采集处理系统的构成和关键部分。
关 键 词:隧道磁电阻(TMR);铁磁目标探测;车辆探测;信号处理
1 引言
磁引信是磁探测技术的一种典型应用,传统的磁引信大多是基于金属涡流效应、电磁感应以及霍尔效应实现对铁磁性目标的探测,但利用该原理进行目标探测时存在温度特性差,探测灵敏度低以及对探测目标磁场信号要求苛刻等缺点。随着磁传感器技术的发展,出现了新一代高性能磁隧道效应磁传感器,以隧道磁电阻(TMR)传感器为磁引信探测系统的敏感元件,其磁性隧道结的两铁磁层间基本不存在层间耦合,故只需一个很小的外磁场即可实现铁磁层磁化方向的改变,引起隧道磁电阻的巨大变化,可以用于导航、制导及引信等武器系统,可抵御弹道上的各种有源和无源干扰。同时,它可以直接接入集成电路,制成灵敏度高、响应速度快、磁滞小、温度稳定性好、功耗低的微型TMR磁场传感器。因此以隧道磁电阻(TMR)传感器为敏感元件的磁信号采集处理系统是新一代的磁信号采集处理系统,本文主要介绍目前国内磁信号采集处理系统的构成以及国内相关领域的研究现状。
2 铁磁性目标磁信号采集处理系统研究现状
胡必尧,邓甲昊,侯卓,刘士川提出了以隧道磁电阻(TMR)传感器为磁引信探测系统的敏感元件,开展地面铁磁目标的磁探测技术研究。设计基于TMR传感器的微磁场探测器,针对传感器输出信号幅值小,驱动能力弱的特点设计模拟信号调理电路。包括差分输入,射频干扰及混叠干扰滤波,敏感信号放大,高阶低通滤波以及电源模块。进行了机理分析、电路设计与仿真以及汽车实验证明了铁磁性目标磁信号采集处理系统的可行性。
李沅,胡冠华,李凯,吴晓华设计了基于三端式磁通门传感器的铁磁性目标探测系统,系统能感测到铁磁性目标的运动情况,实现了磁性目标的三分量测量.系统具有功耗低、灵敏度高、稳定性好等优点.
郭鑫等以各向异性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance,AMR)传感器作为地磁场感知探头,构建了微弱磁信号提取放大集成电路并结合单片机控制和滤波软件设计,研究设计了具有低功耗、便携、低成本等优势的地磁场探测系统,最终实现了一款基于各向异性磁阻效应可有效测量地磁场的传感探测系统。
3磁异信号采集处理系统构成
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