《三軸一體化磁力線聚集調製GMR磁感測器關鍵技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由潘孟春擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三軸一體化磁力線聚集調製GMR磁感測器關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘孟春
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高性能三軸磁感測器在武器裝備、航空航天、資源探測等領域有著廣泛的套用前景和迫切需求。GMR是研製小型化、高分辨力三軸磁感測器的理想元件，但套用中首先必須解決其1/f噪聲問題，磁力線聚集調製是當前國外解決GMR套用問題的研究熱點。針對現有GMR磁力線聚集調製技術中存在的調製深度不足、驅動結構穩定性較差以及組裝式三軸磁感測器正交誤差大等問題，本項目提出磁力線聚集垂動調製的新思路和磁變軌實現空間磁場平面化測量的新方法。主要研究：（1）聚集調製技術中磁導向結構對磁力線形態的影響機制；（2）空間磁場測量平面化與磁力線聚集調製一體化；（3）一體化MEMS微矽驅動結構的線性和非線性動力學特性；（4）基於聚集調製的三軸一體化GMR磁感測器製造工藝。本項目的研究成果將為研製高性能三軸GMR磁感測器奠定理論和技術基礎。
結題摘要
項目針對GMR磁感測器性能嚴重受到1/f噪聲和三軸組裝誤差限制的問題，開展了磁力線聚集垂動調製1/f噪聲抑制機理、空間磁場變軌平面化測量方法、導向結構磁力線分布規律、MEMS驅動結構動力學分析、三軸一體化垂動調製GMR磁感測器設計、製備及測試等研究，提出了磁力線聚集、變軌及垂動調製為一體的空間磁場調控感測理論及方法，解決了磁力線聚集調製性能增強機理、空間磁場變軌平面化測量理論及方法、微驅動結構的動力學特性及調製穩定控制等關鍵科學問題，掌握了磁力線聚集調製和空間磁變軌結構的一體化設計、製造和高精度測控技術，研製出了三軸一體化垂動調製GMR磁感測器原理樣品。實驗結果表明，感測器低頻噪聲從原敏感體的2000nV/√Hz降低到了9nV/√Hz，分辨力提升了兩個數量級以上，優於0.08nT，達到國際同類先進水平；三軸非正交度小於0.09度，大幅優於現有三軸磁感測器約0.5度的水平，充分體現了項目組所提的空間磁場調控感測理論及方法在提升GMR磁感測分辨力和三軸正交性方面的有效性，為進一步研製高性能三軸GMR磁感測器奠定了重要的理論與技術基礎。 在項目資助下，課題組取得了豐富的研究成果，主要包括：（1）三軸一體化聚集垂動調製GMR磁感測器探頭及樣機；（2）磁感測器測控硬體及軟體算法；（3）磁感測器綜合測試評估系統；（4）國家發明專利授權7項；（5）高水平學術論文19篇，其中SCI檢索14篇（影響因子3.0以上5篇）。同時，課題組培養了博士生4名（含2名即將答辯），碩士生5名（其中4名繼續攻讀博士），且1名研究組成員入選了國家留學基金委的“未來科學家計畫”項目（全國首批49人之一）。
