Forschungsfortschritt des Fluxgate-Sensors basierend auf einem mikroelektromechanischen System (MEMS)

Das Team von Chen Jiamin von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften: Forschungsfortschritte bei Fluxgate-Sensoren auf Basis mikroelektromechanischer Systeme (MEMS)

Die folgenden Artikel stammen aus der Redaktion Magnetische Materialien und Geräte, und der Autor stammt aus der Redaktion des Magnetic Journal

Teamvorstellung

Herr. Chen Jiamin, Forscher der "Staatliches Schlüssellabor für Sensorik" des Aerospace Information Innovation Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, ein Doktorvater, ein Kandidat der "Hundert Talente-Programm" der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, ein besonderer Forscher (Gemeinschaft) der Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), IEEE Magnetics Mitglied der Gesellschaft, Mitglied der Expertengruppe für magnetische Materialien des National Council of Materials and Devices.

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Er beschäftigt sich mit der Erforschung neuer Sensormaterialien, magnetische Sensoren, Spintronische Physik, Materialien und Geräte schon lange. Er hat Japans Vorsitz geführt und daran teilgenommen "Plan für disruptive Technologieinnovationen" Projekt, Das Grundlagenforschungsprojekt S-Level des wissenschaftlichen Forschungsfonds der Japan Society for the Promotion of Science, A-Level-Projekt, B-Level-Projekt, Sonderforscherprojekt und Projekt der Advanced Storage Technology Association, usw., und ist derzeit für die nationale Schlüsselforschung und -entwicklung verantwortlich. Es gibt viele wissenschaftliche Forschungsprojekte, wie zum Beispiel geplante Projekte für junge Wissenschaftler, Projekt der National Natural Science Foundation, Projekt der Beijing Natural Science Foundation, Talentprojekt der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Entwicklungsprojekt für Instrumenten- und Gerätefunktionen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, und Unternehmen anvertrautes Projekt.

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Artikelführer

Fluxgate-Sensoren sind eine Art Vektormagnetsensoren, die schwache niederfrequente oder DC-Magnetfelder erkennen können. Aufgrund ihrer Auflösungsvorteile, Temperaturstabilität, Genauigkeit und Sensibilität, Sie werden häufig bei der magnetischen Navigationspositionierung eingesetzt, Raumerkennung, Mineraldetektion, Geomagnetische Erkennung, aktuelle erkennung und andere bereiche. Um den neuen Anwendungen von Mikrokomponenten und -systemen gerecht zu werden, Die Miniaturisierung von Fluxgate-Sensoren hat sich zu einem Forschungsschwerpunkt von Fluxgate entwickelt Sensoren. Mikroelektromechanisches System (MEMS) Die Verarbeitung liefert eine technische Grundlage für die Miniaturisierung von Fluxgate-Sensoren. Dieser Artikel fasst die Grundprinzipien von Fluxgate-Sensoren zusammen, und erläutert die Entwicklungsgeschichte der Mikro-Fluxgate-Sensortechnologie, einschließlich Mikrobearbeitungstechnologie, PCB-Technologie und MEMS-Technologie. Der Entwicklungsprozess der MEMS-Fluxgate-Strukturtechnologie und der Entwicklungsstatus des orthogonalen MEMS-Fluxgates werden zusammengefasst, und der zukünftige Forschungsschwerpunkt in diesem Bereich wird in Aussicht gestellt.

Schlüsselwörter: Fluxgate-Sensor; MEMS; magnetische Messung; Anwendung

1 Einführung

Fluxgate-Sensoren sind eine Klasse von Vektormagnetsensoren, die schwache Niederfrequenz- oder Gleichstrommagnetfelder erkennen können. Herkömmliche Fluxgate-Sensoren werden häufig bei der magnetischen Navigationspositionierung eingesetzt, Raumerkennung, Mineraldetektion, geomagnetische Erkennung, Stromerkennung und andere Bereiche aufgrund ihrer Auflösungsvorteile, Temperaturstabilität, Präzision und Sensibilität. Verschiedene Mikrodrohnen, Tragbare Geräte, Mikrosatelliten, Mikrostromsensoren, kleine elektronische Kompasse, Biomedizin und andere Anwendungsbereiche stellen höhere Anforderungen an die Qualität, Volumen, Stromverbrauch und Integration von Fluxgates. Um den neuen Anwendungen von Mikrokomponenten und -systemen gerecht zu werden, Die Miniaturisierung von Fluxgate-Sensoren hat sich zu einem Forschungsschwerpunkt der Fluxgate-Sensoren entwickelt.

2 Prinzip und Aufbau des Festkörper-Fluxgates

paralleles Fluxgate - Forschungsfortschritt des Fluxgate-Sensors basierend auf einem mikroelektromechanischen System (MEMS)

3 Geschichte der Fluxgate-Miniaturisierung
3.1 Mikrobearbeitetes Fluxgate
3.2 PCB-Fluxgate
3.3 MEMS Fluxgate
4 MEMS-Fluxgate-Forschung
4.1 Technologie
4.2 Struktur
4.3 Orthogonales Fluxgate
5 Anwendung von MEMS Fluxgate
5.1 Roboter
5.2 Aktueller Test
5.3 Biomagnetische Erkennung
5.4 Weltraumforschung
6 Epilog

abschließend

In den letzten drei Jahrzehnten, Fluxgates haben große Fortschritte bei der Miniaturisierung gemacht, und die Probleme des hohen Lärms, geringe Empfindlichkeit, und große Temperaturdrift, die durch die Miniaturisierung von Fluxgates verursacht wird, wurden verbessert. Die MEMS-Technologie ist derzeit ein Hotspot bei der Miniaturisierung von Fluxgates. Fluxgates mit MEMS-Technologie zeichnen sich durch hervorragende Eigenschaften wie eine geringe Größe aus, niedrige Kosten, hohe Integration und hohe Übereinstimmung, und sind in vielen Bereichen weit verbreitet.
In der Zukunft, MEMS-Fluxgates müssen in ihrer Struktur weiter optimiert werden, Herstellungsprozess, Magnetkernmaterial, und Schaltungsanpassung, um Sonden mit höherer Empfindlichkeit zu erhalten, geringerer Lärm, und bessere strukturelle Passform. Derzeit, Die zweidimensionale Fluxgate-Sensortechnologie auf Basis der MEMS-Technologie ist recht ausgereift. Es wird angenommen, dass mit der Entwicklung der MEMS-Technologie, Der integrierte MEMS-Dreiachsen-Fluxgate-Sensor sollte nicht weit entfernt sein.