检索结果-南通市图书馆

作者：柳微微黑龙江大学

学位级别：硕士

针对航空航天、深海探测等领域对空间磁场矢量(B)测量的迫切需求,通过对比空间磁场矢量的测量方法,分析磁灵敏度一致性、交叉干扰等主要性能指标。结合硅磁敏三极管(Silicon magnetic sensitive transistor,SMST)的基本结构和磁敏感特性... 详细信息

针对航空航天、深海探测等领域对空间磁场矢量(B)测量的迫切需求,通过对比空间磁场矢量的测量方法,分析磁灵敏度一致性、交叉干扰等主要性能指标。结合硅磁敏三极管(Silicon magnetic sensitive transistor,SMST)的基本结构和磁敏感特性,设计给出一种高性能空间磁场矢量传感器,该传感器由封装板上芯片Ⅰ和芯片Ⅱ构成,芯片Ⅰ包括x方向磁敏感单元(SMST1和SMST3)和y方向磁敏感单元(SMST2和SMST4),用于测量xy平面磁场分量B和B;芯片Ⅱ包括z方向磁敏感单元(SMST5和SMST6),用于测量z方向磁场分量B。为了改善传感器的性能,芯片Ⅱ镶嵌在芯片Ⅰ上,使3个磁敏感方向(x方向、y方向和z方向)的磁敏感单元磁敏感中心接近重合且磁敏感方向正交,提高空间磁场矢量传感器的正交性。采用TCAD-ATLAS器件仿真软件构建传感器结构仿真模型,分析SMST的I-V特性及磁敏感单元的磁敏特性等,在此基础上,采用MEMS(Micro electro mechanical system,MEMS)技术在晶向p型高阻单晶硅片上完成磁敏感单元芯片制作和传感器无磁化封装。在室温条件下,通过对空间磁场矢量传感器的静态特性进行标定,分别研究磁敏特性、磁灵敏度一致性和交叉干扰。实验结果表明,当电源电压为5.0 V、基极电流为5.0 m A,集电极负载电阻为1.5 kΩ,在外加磁场-0.3～0.3 T范围内时空间磁场矢量传感器三个磁敏感单元的磁灵敏度分别为S=270.1 m V/T、S=278.1m V/T、S=279.8 m V/T,磁灵敏度交叉干扰低于1%,具有很好的磁灵敏度一致性和正交性。

关键词：空间磁场矢量传感器磁敏感单元磁敏三极管磁灵敏度交叉干扰

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基于巨磁电阻的非接触式角度传感器研制

基于巨磁电阻的非接触式角度传感器研制

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作者：李航黑龙江大学

学位级别：硕士

随着人们生活水平不断提高,角度传感器的应用越来越广泛,在航天、车辆及工业设备等多方面都起到极为关键的作用。本文针对国内汽车电动助力转向系统中,角度传感器量程小、接触易磨损、结构复杂等问题,给出一种基于巨磁电阻(Giant magnet... 详细信息

随着人们生活水平不断提高,角度传感器的应用越来越广泛,在航天、车辆及工业设备等多方面都起到极为关键的作用。本文针对国内汽车电动助力转向系统中,角度传感器量程小、接触易磨损、结构复杂等问题,给出一种基于巨磁电阻(Giant magnetoresistance,GMR)的非接触式角度传感器,该传感器由磁敏感单元、定子、转子和永磁体等部分构成,其中磁敏感单元集成有巨磁电阻芯片和霍尔元件,转子内置永磁体给磁敏感单元施加匀强磁场。结合巨磁电阻效应和霍尔效应,分析角度传感器的工作原理,当转子绕定子旋转角度θ时,巨磁电阻芯片内部两个呈45°夹角放置的惠斯通电桥I和惠斯通电桥II,分别感知x轴方向和y轴方向的磁场分量B和B,霍尔元件用于感知z轴方向磁场分量B。文中给出了一种算法,通过对磁敏感单元输出电压的计算,并结合正负两种输出信号,对计算角度区域进行判定,实现了平面内0～360°的全角度测量。本文采用微电子工艺和剥离工艺进行磁敏感单元的制作和封装,使用磁场发生系统对巨磁电阻芯片进行测试(温度:15.6℃、湿度:40%、供电电压V=5.0 V),研究巨磁电阻条长度与非磁性层厚度对芯片磁敏特性的影响;使用旋转测试系统对磁敏感单元进行旋转磁特性测试,并采用3D打印技术完成角度传感器的非接触式封装,通过搭建的角度传感器测试装置对传感器进行标定。实验结果表明,所制非接触式角度传感器的角度测量范围为0～360°,角度分辨率小于0.5°。在此基础上,为解决封装集成导致的角度偏差问题,给出一种单片集成角度传感器芯片的制作方案,同时针对芯片的结构尺寸,改进了非接触式封装方案并给出了芯片的测试结果。

关键词：角度传感器磁敏感单元巨磁电阻霍尔元件非接触式

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基于NEMS技术角度传感器制作工艺与特性研究

基于NEMS技术角度传感器制作工艺与特性研究

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作者：漆园园黑龙江大学

学位级别：硕士

随着人们对汽车实用性、安全性、机动性、环保性和经济性要求的不断提高,越来越多的角度传感器被应用到汽车领域。本文给出一种基于巨磁电阻(Giant Magnetoresistance,GMR)元件的角度传感器,通过巨磁电阻元件感应磁场的变化,将磁场变化... 详细信息

随着人们对汽车实用性、安全性、机动性、环保性和经济性要求的不断提高,越来越多的角度传感器被应用到汽车领域。本文给出一种基于巨磁电阻(Giant Magnetoresistance,GMR)元件的角度传感器,通过巨磁电阻元件感应磁场的变化,将磁场变化转变为角度值变化以实现平面角度的测量。该角度传感器由传感器芯片、小磁铁(施加磁场)、定子(放置传感器芯片)、转子(放置小磁铁)和刻度盘(标识当前角度)等构成,其中角度传感器芯片基本结构主要由两个呈45°放置的惠斯通电桥构成,每个惠斯通电桥包括四个多层膜巨磁电阻,多层膜巨磁电阻由3部分组成,由下到上分别为衬底(Si O/Si)、(Co/Cu/Co)多层膜和顶电极(Al层)。采用集成电路版图设计软件L-Edit设计不同尺寸的角度传感器磁敏感单元版图,利用磁控溅射法在热氧化的高阻单晶硅衬底上制备(Co/Cu/Co)多层膜,通过优化角度传感器磁敏感单元电阻条宽度、顶底电极制作位置和工艺参数,选取灵敏度高的磁敏感单元。在此基础上,利用NEMS技术完成单片式角度传感器芯片的制作,运用Altium Designer软件设计印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)版图,通过内引线超声压焊技术实现角度传感器芯片的封装,利用3D打印技术制作出转子、定子和刻度盘完成角度传感器的封装。在室温条件下,当恒定电压V=5.0 V时,采用高精度磁场发生器系统和旋转测试系统对角度传感器芯片进行磁特性测试和旋转特性标定。实验结果表明,该角度传感器可以实现0～180°的角度测量范围,且分辨率可以达到1°。

关键词：角度传感器磁敏感单元 NEMS技术巨磁电阻效应 (Co/Cu/Co)n

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基于硅磁敏三极管空间磁场矢量传感器

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黑龙江大学工程学报 2021年第3期12卷 70-75页

作者：柳微微赵晓锋温殿忠黑龙江大学电子工程学院哈尔滨150080

提出一种封装结构空间磁场矢量传感器,该传感器由芯片Ⅰ、芯片Ⅱ以及封装结构组成,其中芯片Ⅰ和Ⅱ均以硅磁敏三极管(SMST)作为磁敏感器件,芯片Ⅰ由4只SMST分别构成的第一和第二磁敏感单元,可分别实现对x方向、y方向外加磁场(Bx、By)的测... 详细信息

提出一种封装结构空间磁场矢量传感器,该传感器由芯片Ⅰ、芯片Ⅱ以及封装结构组成,其中芯片Ⅰ和Ⅱ均以硅磁敏三极管(SMST)作为磁敏感器件,芯片Ⅰ由4只SMST分别构成的第一和第二磁敏感单元,可分别实现对x方向、y方向外加磁场(Bx、By)的测量;芯片Ⅱ为2只SMST构成的第三磁敏感单元,能够实现对z方向外加磁场(Bz)的测量,理论分析表明,3个磁敏感单元分别完成Bx、By和Bz的测量。采用TCAD-ATLAS软件构建了空间磁场矢量传感器磁敏感单元结构仿真模型,分析了磁敏感特性。室温条件下,当VDD=5.0 V、IB=4.0 mA时,在Bx、By和Bz的作用下,3个磁敏感单元对应的磁灵敏度分别为71、63、79 mV/T,该传感器可完成空间磁场矢量(B)测量。

关键词：空间磁场矢量传感器磁敏感单元硅磁敏三极管磁灵敏度

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