一種非晶絲與線圈分離的GMI傳感器探頭的制作方法

本發明涉及腦機接口技術研究實驗的生物磁信號采集裝置，具體涉及一種非晶絲與線圈分離的gmi傳感器探頭。

背景技術：

在磁測量領域中，gmi磁傳感器因其較寬的測量范圍、較高的極限靈敏度以及其方便易用而廣受關注。gmi效應就是當軟磁性材料(多為co基非晶和fe基納米晶)的絲或條帶通以交流電流iac時，材料兩端感生的交流電壓uw隨著絲縱向所加的外磁場hex的變化而靈敏變化的現象，其實質是非晶材料自身的阻抗隨外加磁場的靈敏變化。通過信號采集線圈，我們可以將阻抗值轉化為電壓值，從而實現對外磁場hex的測量。在這一過程中，采集線圈的匝數和距離非晶絲的距離（繞徑），是影響傳感器靈敏度等關鍵性能指標的重要因素。如圖1所示，傳統的探頭設計方案將采集線圈（參見圖1中的③-④）緊密繞置于非晶絲（參見圖1中的①-②）的四周。由于非晶絲只有數十微米的直徑，本身非常柔軟，這種設計方案對加工工藝提出了很高的要求，并且很難提高線圈極限匝數和極限繞徑。這限制了探頭靈敏度的進一步提高。在這種方案下，非晶絲和線圈處在緊耦合狀態，一經制成，無論是非晶絲的更換還是線圈匝數、繞徑等線圈參數的調整，都極不方便，并且存在損傷非晶絲的可能性。同時，由于信號拾取線圈將非晶絲緊緊包裹在內，非晶絲和被探測磁場信號之間，存在一層線圈的阻隔，對于非晶絲的靈敏度產生影響。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種非晶絲與線圈分離的gmi傳感器探頭，該非晶絲與線圈分離的gmi傳感器探頭實現了信號拾取線圈和非晶絲的解耦合，信號拾取線圈是繞置在較硬的金屬絲周圍，信號拾取線圈的匝數與繞徑相較于繞置于非晶絲周圍的傳統方案，可以提升探頭的靈敏度。同時，由非晶絲單獨組成探頭磁場感生部件，可以獨立制件，不同性質的非晶絲可以制成不同的探測部件，在進行接口標準化后，非常容易進行更換。這種解耦合的設計，大大減小探頭（磁場感生部件）的體積和重量，對于腦機接口等應用領域而言，將極大地提高被試的使用舒適感。最后，沒有了探測線圈的阻隔，非晶絲可以充分暴露于被探測磁場中，提高了非晶絲本身的靈敏度。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種非晶絲與線圈分離的gmi傳感器探頭，包括串聯支路和信號拾取線圈，所述串聯支路包括串聯布置的金屬絲和非晶絲，且所述信號拾取線圈繞設布置于金屬絲上。

優選地，所述金屬絲為鐵絲。

本發明的非晶絲與線圈分離的gmi傳感器探頭具有下述優點：本發明包括串聯支路和信號拾取線圈，串聯支路包括串聯布置的金屬絲和非晶絲，且信號拾取線圈繞設布置于金屬絲上，通過上述結構實現了信號拾取線圈和非晶絲的解耦合，信號拾取線圈是繞置在較硬的金屬絲周圍，信號拾取線圈的匝數與繞徑相較于繞置于非晶絲周圍的傳統方案，可以提升探頭的靈敏度。同時，由非晶絲單獨組成探頭磁場感生部件，可以獨立制件，不同性質的非晶絲可以制成不同的探測部件，在進行接口標準化后，非常容易進行更換。這種解耦合的設計，大大減小探頭（磁場感生部件）的體積和重量，對于腦機接口等應用領域而言，將極大地提高被試的使用舒適感。最后，沒有了探測線圈的阻隔，非晶絲可以充分暴露于被探測磁場中，提高了非晶絲本身的靈敏度。

附圖說明

圖1為現有技術的gmi傳感器探頭結構示意圖。

圖2為本發明實施例的gmi傳感器探頭結構示意圖。

具體實施方式

如圖2所示，本實施例的非晶絲與線圈分離的gmi傳感器探頭包括串聯支路1和信號拾取線圈2，串聯支路1包括串聯布置的金屬絲11和非晶絲12，且信號拾取線圈2繞設布置于金屬絲11上。在測量時，采集信號拾取線圈2獲得的電壓信號，是由非晶絲12上變化的電流所產生的感生交流電壓，而變化的電流來自于非晶絲12因縱向的外加磁場的變化而產生的阻抗的變化。因此，真正反映外加磁場變化的，是非晶絲12上的電流。只要能夠通過合理的手段測量到這個電流，就可以實現對外加磁場的測量。本實施例的非晶絲12與信號拾取線圈2分離的gmi傳感器探頭選擇了將金屬絲11和非晶絲12串聯連接的設計思路，由基本的電路常識可以知道，在串聯的關系下，金屬絲11上的電流大小和非晶絲12上的電流大小可以認為是相等的。而此時，如果能夠通過某種采集方案采集到金屬絲11上的電流大小，也就實現了對非晶絲12上電流信號的采集。本實施例中，金屬絲11為鐵絲，具有硬度高的優點。

本實施例實現了信號拾取線圈2和非晶絲12的解耦合，信號拾取線圈2是繞置在較硬的金屬絲11周圍，信號拾取線圈2的匝數與繞徑相較于繞置于非晶絲周圍的傳統方案，可以提升探頭的靈敏度。同時，由非晶絲12單獨組成探頭磁場感生部件，可以獨立制件，不同性質的非晶絲12可以制成不同的探測部件，在進行接口標準化后，非常容易進行更換。這種解耦合的設計，大大減小探頭（磁場感生部件）的體積和重量，對于腦機接口等應用領域而言，將極大地提高被試的使用舒適感。最后，沒有了探測線圈的阻隔，非晶絲12可以充分暴露于被探測磁場中，提高了非晶絲12本身的靈敏度。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種非晶絲與線圈分離的GMI傳感器探頭，包括串聯支路和信號拾取線圈，串聯支路包括串聯布置的金屬絲和非晶絲，且信號拾取線圈繞設布置于金屬絲上。本發明實現了信號拾取線圈和非晶絲的解耦合，信號拾取線圈是繞置在較硬的金屬絲周圍，信號拾取線圈的匝數與繞徑相較于繞置于非晶絲周圍的傳統方案，可以提升探頭的靈敏度。同時，由非晶絲單獨組成探頭磁場感生部件可獨立制件，不同性質的非晶絲可以制成不同的探測部件，在進行接口標準化后，容易更換，大大減小探頭的體積和重量，對于腦機接口等應用領域而言，將極大地提高被試的使用舒適感，沒有探測線圈的阻隔，非晶絲可以充分暴露于被探測磁場中，提高了非晶絲本身的靈敏度。

技術研發人員：周宗潭;徐明;郭善磁;肖軍浩;徐曉紅
受保護的技術使用者：中國人民解放軍國防科學技術大學
技術研發日：2017.06.21
技術公布日：2017.09.05