基于磁流體與混并式LPFG磁場(chǎng)傳感器的研究

吳 磊，葛海波，張 杰，陳 浩（西安郵電大學(xué)電子工程學(xué)院，西安710061）

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基于磁流體與混并式LPFG磁場(chǎng)傳感器的研究

吳 磊，葛海波，張 杰，陳 浩
（西安郵電大學(xué)電子工程學(xué)院，西安710061）

摘要：針對(duì)以往磁場(chǎng)測(cè)量方案對(duì)溫度考慮的不足，提出一種可同時(shí)測(cè)量磁場(chǎng)和溫度的實(shí)驗(yàn)方案。首先描述了該方案的實(shí)驗(yàn)步驟（包括探頭制作和測(cè)試系統(tǒng)搭建）及其可行性分析；然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)本傳感器的磁場(chǎng)特性和溫度特性進(jìn)行研究；最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出了可以同時(shí)測(cè)量磁場(chǎng)和溫度的矩陣公式，解決溫度交叉敏感問題。

關(guān)鍵詞：磁場(chǎng)傳感；磁場(chǎng)測(cè)量；溫度測(cè)量；交叉敏感

0　引言

磁場(chǎng)傳感技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)方向，近幾十年來(lái)已得到了迅速發(fā)展［1～3］。對(duì)光電子器件靈敏度和測(cè)量范圍的研究一直是個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)，現(xiàn)已有技術(shù)證明采用磁流體滲透進(jìn)微結(jié)構(gòu)光纖光柵（MOF）空氣孔的辦法可提高器件的靈敏度［4］和擴(kuò)大測(cè)量范圍［5］。因此，本文將采用這種技術(shù)以制作磁場(chǎng)傳感探頭。在磁場(chǎng)傳感的過(guò)程中，由于外界溫度的影響一直存在，我們必須考慮這一因素［6］。在2012年祖朋等人提出了一種基于納米顆粒的磁流體和微結(jié)構(gòu)光纖溫度不敏感的磁場(chǎng)傳感器［7］，這種傳感器具有很好的溫度免疫特性，但選用的磁流體具有很高的濃度。在工業(yè)上，把高濃度磁流體滲進(jìn)MOF的空氣孔是很不容易實(shí)現(xiàn)的。故本文在選用磁流體時(shí)將會(huì)考慮濃度等因素。基于上述理論，本文提出了基于酯基磁流體與混并式LPFG（MLPFG）的磁場(chǎng)傳感器；……