物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展給人類帶來高效便捷的生活,同時社會進(jìn)步對信息感知元件的需求也逐漸增強。傳感器作為信息感知與傳遞的工具,受到當(dāng)今科研工作者的高度關(guān)注。磁場傳感器因在社會生產(chǎn)、日常生活中應(yīng)用普遍,具有非常重要的研究意義。近十幾年,基于磁流體的磁光特性,眾多的磁場傳感器已經(jīng)被設(shè)計出來,但這類磁場傳感器仍存在響應(yīng)速度慢、成本昂貴等不足。本文利用磁流體的磁光二向色性效應(yīng),設(shè)計基于光偏振態(tài)檢測的新穎磁場傳感結(jié)構(gòu)。主要研究內(nèi)容如下:（1）簡述磁場傳感器的研究價值與在新興技術(shù)中的應(yīng)用,介紹幾種不同原理的磁場傳感器并分析其優(yōu)缺點;闡述磁流體研究背景、組成與分類、光學(xué)特性,并總結(jié)基于磁流體的光學(xué)性質(zhì)設(shè)計磁場傳感器的研究現(xiàn)狀。（2）基于磁流體與側(cè)面拋磨光纖的磁場傳感器設(shè)計。采用側(cè)面弧型槽拋磨法制作D形光纖,將其側(cè)拋面浸入磁流體中,在垂直光纖方向施加平行于側(cè)拋面的外磁場,設(shè)計一種響應(yīng)速度快、魯棒性好的光纖磁場傳感器�；诠馄裾{(diào)制,研究磁流體濃度、磁場強度對光纖磁場傳感器靈敏度的影響。研究發(fā)現(xiàn),增加磁流體濃度可以改善磁場傳感器的靈敏度;外部磁場的增大使光偏振調(diào)制深度增大。當(dāng)磁流體與水體積比為1:6,磁場在1... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

霍爾效應(yīng)原理圖[14]

第1章緒論21.2.1霍爾效應(yīng)磁場傳感器圖1.1霍爾效應(yīng)原理圖[14]霍爾效應(yīng)原理圖如圖1.1所示[14]，將通電導(dǎo)體放置于外部磁場（B）中，因洛倫茲力的作用，在垂直于外部磁場和電流方向?qū)a(chǎn)生電壓VH，VH與B成正比，其符號與外部磁場方向相關(guān)。通過檢測該電壓，即可實現(xiàn)外部磁場的測量。由于霍爾元件良好的傳感性能，已被廣泛應(yīng)用于磁場傳感的設(shè)計。2007年，郭玲基于霍爾效應(yīng)設(shè)計一種高精度的磁場測量儀器[15]，儀器結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。將磁場信息基于霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，�?jīng)放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的處理，使其以數(shù)字形式在電子屏幕中顯示，該儀器測量精度高，測量誤差在0.5%以內(nèi)。圖1.2基于霍爾效應(yīng)設(shè)計的磁場測量儀器總體結(jié)構(gòu)圖[15]1.2.2電磁感應(yīng)磁場傳感器圖1.3基于電磁感應(yīng)原理的磁場測量系統(tǒng)框圖[16]電磁感應(yīng)磁場傳感器是以探測線圈作為傳感元件，以法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)設(shè)計的。它是實驗室環(huán)境中最常用的磁場測量方法，可用于恒定、交變磁嘗脈沖磁場的測量。依據(jù)探測線圈中感應(yīng)磁場的變化，實現(xiàn)外部磁場信息測量。按照使用探測線圈的不同又可分為固定線圈、運動線圈、積分線圈等磁場傳感器。

第1章緒論21.2.1霍爾效應(yīng)磁場傳感器圖1.1霍爾效應(yīng)原理圖[14]霍爾效應(yīng)原理圖如圖1.1所示[14]，將通電導(dǎo)體放置于外部磁場（B）中，因洛倫茲力的作用，在垂直于外部磁場和電流方向?qū)a(chǎn)生電壓VH，VH與B成正比，其符號與外部磁場方向相關(guān)。通過檢測該電壓，即可實現(xiàn)外部磁場的測量。由于霍爾元件良好的傳感性能，已被廣泛應(yīng)用于磁場傳感的設(shè)計。2007年，郭玲基于霍爾效應(yīng)設(shè)計一種高精度的磁場測量儀器[15]，儀器結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。將磁場信息基于霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，�?jīng)放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的處理，使其以數(shù)字形式在電子屏幕中顯示，該儀器測量精度高，測量誤差在0.5%以內(nèi)。圖1.2基于霍爾效應(yīng)設(shè)計的磁場測量儀器總體結(jié)構(gòu)圖[15]1.2.2電磁感應(yīng)磁場傳感器圖1.3基于電磁感應(yīng)原理的磁場測量系統(tǒng)框圖[16]電磁感應(yīng)磁場傳感器是以探測線圈作為傳感元件，以法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)設(shè)計的。它是實驗室環(huán)境中最常用的磁場測量方法，可用于恒定、交變磁嘗脈沖磁場的測量。依據(jù)探測線圈中感應(yīng)磁場的變化，實現(xiàn)外部磁場信息測量。按照使用探測線圈的不同又可分為固定線圈、運動線圈、積分線圈等磁場傳感器。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]納米磁流體的磁光性質(zhì)及其在新型光學(xué)材料和器件上的應(yīng)用研究[D]. 張冬琛.上海交通大學(xué) 2010



本文編號：2924867