陈　蕾

(重庆文理学院机器视觉与智能信息系统重点实验室， 重庆　永川　402160)



基于功能梯度磁电复合材料的新型自偏置磁传感器

陈蕾

(重庆文理学院机器视觉与智能信息系统重点实验室， 重庆永川402160)

[摘要]文章采用超磁致伸缩材料Terfenol-D(Tb0.37Dy0.63Fe2)、金属玻璃Metglas 2605SA1和压电材料PZT(Pb(Zr, Ti)O3)，设计了一种基于功能梯度磁电复合材料的新型自偏置磁传感器.利用Metglas和Terfenol-D之间的磁导率和矫顽力差异产生较强的磁化梯度，打破原有的平衡状态，导致内建磁场产生，进一步提高了零偏置磁场下磁致伸缩材料的压磁系数和磁电响应.实验结果表明：该传感器获得了较高的低频和高频零偏置磁电电压系数，分别达到9.14 mV/Oe和572 mV/Oe，并且谐振磁电电压输出和激励交变磁场之间呈线性变化关系.该自偏置磁传感器避免了传统磁电传感器对偏置磁场的依赖，具有制作简单、成本低、体积小，无需偏置磁场以及灵敏度高等优点.

[关键词]磁电效应；功能梯度磁电复合材料；自偏置磁传感器；磁致伸缩材料

磁传感器应用广泛，种类繁多，原理各异.由于磁电复合材料不但成本低、尺寸小，而且对磁场的敏感度比霍耳元件和磁阻要高得多，成为磁传感器的极佳选择[1-6].然而，新的应用环境要求磁传感器微型化且灵敏度高.磁电复合材料的磁电电压系数与磁致伸缩材料的压磁系数成正比[7].压磁系数是偏置磁场的函数.这导致传统的磁电复合传感器较强地依赖于偏置磁场.在零偏置磁场条件下，传统磁电复合材料难以对微小磁场做出响应；……