實驗名稱：雙驅(qū)動直流磁傳感器基于逆磁電耦合效應的設計與性能測試

研究方向：低成本高靈敏度磁傳感器，用于地磁導航、生物醫(yī)學檢測及工業(yè)自動化。

實驗內(nèi)容：傳感器利用逆磁電效應，通過兩片磁電復合結(jié)構(gòu)（Metglas-PZT8）將直流磁場轉(zhuǎn)換為交流磁信號，由線圈檢測輸出。雙驅(qū)動設計使信號強度翻倍，且不干擾被測磁場。通過相位變化（180°翻轉(zhuǎn)）識別磁場方向。

測試設備：ATA-L6水聲功率放大器、信號發(fā)生器、鎖相放大器等。

實驗過程：實驗采用Aigtek的ATA-L6水聲功率放大器驅(qū)動雙磁電復合結(jié)構(gòu)（Metglas-PZT8）。首先，通過信號發(fā)生器產(chǎn)生20–80kHz掃頻信號，經(jīng)功率放大器放大至15Vpk驅(qū)動電壓，激發(fā)壓電層振動并耦合磁致伸縮層，將直流磁場轉(zhuǎn)換為交流磁信號；隨后，利用鎖相放大器（SR830）提取拾取線圈的輸出電壓，同步通過相位分析識別磁場方向；最后，在電磁屏蔽室內(nèi)測試傳感器對階梯直流磁場（1nT–300μT）的響應，并實地測量西安市地磁場強度與角度。

圖：實驗測試系統(tǒng)示意圖

實驗結(jié)果：

圖：實驗結(jié)果

啟用功率放大器后，傳感器性能顯著提升：

靈敏度達10.51mV/μT（較單結(jié)構(gòu)提升105%），可檢測1nT級弱磁場；

雙驅(qū)動設計使信號強度倍增（輸出22.93mV），且通過180°相位翻轉(zhuǎn)精準判定磁場方向（誤差<2°）；

實測西安市地磁場水平分量31.07μT，角度分辨率±5°，功耗僅500mW。

核心突破：Aigtek放大器的高壓驅(qū)動與低噪聲特性（<9.7μV）是達成超高靈敏度的關(guān)鍵。

功率放大器推薦：ATA-L系列水聲功率放大器

圖：ATA-L系列水聲功率放大器指標參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。

審核編輯 黃宇