PCB磁通门传感器技术：新型制造与磁场检测应用

"本文详细介绍了PCB平面磁通门传感器，这是一种新型的磁通门传感器制造技术，由电子科技大学光电信息学院的王钧钧、刘永智和吴晨平提出。文章首先概述了磁通门传感器的基本结构和工作原理，接着阐述了采用PCB技术设计的一维磁通门传感器，并利用有限元法的数学软件对其进行了分析。通过实验，使用PCB磁通门传感器测量地球磁场和恒定磁场，验证了其与传统磁通门传感器同样具有高效率的磁场检测能力。" 磁通门传感器是一种广泛应用在弱磁场测量领域的设备，因其高分辨率、宽测量范围、简易性、可靠性和经济性而备受青睐。基本的磁通门传感器由两个线圈组成，一个作为激励线圈，用于产生激励磁场，使高磁导率的磁芯饱和；另一个是感应线圈，用于检测外部磁场。当激励磁场改变时，感应线圈会产生感应电动势，该电动势与外部磁场的大小成正比。 在本文中，作者提出了一种基于PCB（Printed Circuit Board）技术的磁通门传感器设计，这降低了制造成本且提高了集成度。通过PCB技术，他们设计出了一维磁通门传感器，并运用有限元法进行数学建模和分析，以更精确地理解其性能和行为。实验结果显示，PCB磁通门传感器成功地测量了地球磁场和恒定磁场，输出的波形证实了其在磁场检测方面的有效性。 磁通门传感器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。当激励线圈产生的磁场使磁芯饱和后，任何外部磁场的变化都会导致磁芯磁导率的变化，进而影响感应线圈上的感应电动势。这个电动势与外部磁场的变化率成正比。在实际应用中，由于磁芯磁化曲线的非线性，磁导率会随着激励磁场的变化而变化，这使得感应电动势不仅仅是激励磁场变化的简单函数。 文章还提到了磁通门传感器的激磁信号通常为正弦波，其瞬时值的变化会导致磁导率的非线性变化，从而影响感应电动势的计算。因此，在设计和分析磁通门传感器时，必须考虑到这一非线性效应。 PCB平面磁通门传感器的创新设计为磁通门技术带来了新的可能，它不仅提供了制造上的便利，还在保持良好性能的同时降低了成本。这种技术的进步对于磁测量领域的研究和应用有着重要的意义，特别是在需要微型化、集成化以及高精度测量的场合。