磁传感器及其制备方法,磁场测量系统与流程

文档序号:32495366发布日期:2022-12-10 04:22阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种磁传感器,其特征在于,包括:介质层,具有相对设置的容置空间和凹槽;磁致层,设置在所述容置空间,所述磁致层在待测磁场中发生形变以产生应力,所述应力与所述待测磁场的场强呈正相关关系;悬臂梁,设置于所述凹槽所在侧的介质层的端面上,所述悬臂梁在所述凹槽位置形成悬浮部分,所述悬浮部分通过所述介质层受所述应力作用发生形变,所述形变的程度用于表征所述待测磁场的场强。2.根据权利要求1所述的磁传感器,其特征在于,所述悬臂梁、所述磁致层和所述介质层均为中心对称结构,且所述悬臂梁的中心对称点、所述磁致层的中心对称点和所述介质层的中心对称点位于同一条直线上。3.根据权利要求1所述的磁传感器,其特征在于,所述介质层在所述凹槽两侧还形成有第一凸起部和第二凸起部,所述磁传感器还包括:源极,位于所述第一凸起部和所述悬臂梁之间;漏极,位于所述第二凸起部和所述悬臂梁之间;栅极,位于所述凹槽与所述悬臂梁相对的面上;所述源极、所述漏极和所述栅极均用于与测量电路连接,且均用于向所述测量电路传输电信号,使所述测量电路根据所述源极的电信号、所述漏极的电信号和所述栅极的电信号,计算所述待测磁场的场强信息。4.根据权利要求1所述的磁传感器,其特征在于,所述介质层包括:第一介质层,形成有所述容置空间;第二介质层,置于所述第一介质层上,且形成有所述凹槽。5.根据权利要求4所述的磁传感器,其特征在于,所述第一介质层为硅材料,和/或,所述第二介质层为二氧化硅材料。6.根据权利要求1所述的磁传感器,其特征在于,所述悬臂梁为二维材料。7.一种磁传感器的制备方法,其特征在于,包括:提供介质层;在所述介质层形成容置空间和凹槽;在所述容置空间形成磁致层,所述磁致层在待测磁场中发生形变以产生应力,所述应力与所述待测磁场的场强呈正相关关系;在所述凹槽所在侧的介质层的端面上形成悬臂梁,所述悬臂梁在所述凹槽位置形成悬浮部分,所述悬浮部分通过所述介质层受所述应力作用发生形变,所述形变的程度用于表征所述待测磁场的场强。8.一种磁场测量系统,其特征在于,包括权利要求1至6中任一项所述的磁传感器,以及测量电路;所述测量电路用于采集所述磁传感器在待测磁场下产生的测量信号,并根据所述测量信号计算所述待测磁场的场强信息;所述测量信号用于表征所述悬浮部分的形变程度。9.根据权利要求8所述的磁场测量系统,其特征在于,所述测量信号包括第一反射光和第二反射光,所述测量电路包括:
发射器,用于投射光束至所述悬臂梁的悬浮部分;光电转换器,用于接收所述第一反射光和所述第二反射光,且用于根据所述第一反射光和所述第二反射光生成所述待测磁场的场强信息;所述第一反射光为所述光束在所述悬浮部分上反射的光;所述第二反射光为所述光束透过所述悬浮部分和所述介质层后反射的光。10.根据权利要求8所述的磁场测量系统,其特征在于,所述测量电路包括矢量网络分析仪;所述介质层在所述凹槽两侧还形成有第一凸起部和第二凸起部,所述磁传感器还包括:源极,位于所述第一凸起部和所述悬臂梁之间;漏极,位于所述第二凸起部和所述悬臂梁之间;栅极,位于所述凹槽与所述悬臂梁相对的面上;所述矢量网络分析仪分别与所述源极、所述漏极和所述栅极连接,且所述矢量网络分析仪根据所述源极的电信号、所述漏极的电信号和所述栅极的电信号,计算所述待测磁场的场强信息。

技术总结
本发明涉及一种磁传感器及其制备方法,磁场测量系统,包括:介质层,具有相对设置的容置空间和凹槽;磁致层,设置在容置空间,磁致层在待测磁场中发生形变以产生应力,应力与待测磁场的场强呈正相关关系;悬臂梁,设置于凹槽所在侧的介质层的端面上,悬臂梁在凹槽位置形成悬浮部分,悬浮部分通过介质层受应力作用发生形变,形变的程度用于表征待测磁场的场强。本申请提供的磁传感器,将磁致层的应力变化转化为更为灵敏的悬臂梁上的变化。在待测磁场发生细微变化的情况下,通过电学测量或光学测量方式,能够精准地测量场强信息,更灵敏地感测待测磁场的变化情况,从而显著提升了磁传感器的灵敏度。灵敏度。灵敏度。


技术研发人员:李鹏 田兵 徐振恒 樊小鹏 刘仲 骆柏锋 王志明 李立浧 姚森敬 何毅 张伟勋 吕前程
受保护的技术使用者:南方电网数字电网研究院有限公司
技术研发日:2022.11.09
技术公布日:2022/12/9
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