水聲功率放大器在雙驅動直流磁傳感器研究實驗中的應用
【概述】
2025年西北工業大學研究團隊發布論文《基于反向磁電耦合效應的雙驅直流磁傳感器》；研究中使用Aigtek安泰ATA-L6水聲功率放大器，搭建基于逆磁電耦合效應的雙驅動直流磁傳感器實驗系統。本設計在兩個磁電耦合結構中，由待測磁場引發周期性磁通變化，再通過拾取線圈檢測這些變化并產生測量輸出。雙驅動結構大幅增強了信號強度，能夠在不改變外部磁場分布的前提下實現精準磁場測量。通過調節驅動電壓，傳感器靈敏度可實現線性可調，從而抑制非線性誤差。此外，通過分析輸出信號的相頻特性，驗證了該傳感器判別磁場方向的能力。
實驗名稱：雙驅動直流磁傳感器基于逆磁電耦合效應的設計與性能測試
研究方向：低成本高靈敏度磁傳感器，用于地磁導航、生物醫學檢測及工業自動化。
實驗內容：傳感器利用逆磁電效應，通過兩片磁電復合結構（Metglas-PZT8）將直流磁場轉換為交流磁信號，由線圈檢測輸出。雙驅動設計使信號強度翻倍，且不干擾被測磁場。通過相位變化（180°翻轉）識別磁場方向。
測試設備：ATA-L6水聲功率放大器、信號發生器、鎖相放大器等。
實驗過程：實驗采用Aigtek的ATA-L6水聲功率放大器驅動雙磁電復合結構（Metglas-PZT8）。首先，通過信號發生器產生20–80kHz掃頻信號，經功率放大器放大至15Vpk驅動電壓，激發壓電層振動并耦合磁致伸縮層，將直流磁場轉換為交流磁信號；隨后，利用鎖相放大器（SR830）提取拾取線圈的輸出電壓，同步通過相位分析識別磁場方向；最后，在電磁屏蔽室內測試傳感器對階梯直流磁場（1nT–300μT）的響應，并實地測量西安市地磁場強度與角度。
圖：實驗測試系統示意圖
實驗結果：
圖：實驗結果
啟用功率放大器后，傳感器性能顯著提升：
靈敏度達10.51mV/μT（較單結構提升105%），可檢測1nT級弱磁場；
雙驅動設計使信號強度倍增（輸出22.93mV），且通過180°相位翻轉精準判定磁場方向（誤差<2°）；
實測西安市地磁場水平分量31.07μT，角度分辨率±5°，功耗僅500mW。
核心突破：Aigtek放大器的高壓驅動與低噪聲特性（<9.7μV）是達成超高靈敏度的關鍵。
安泰放大器在此應用中的產品優勢：
1.超低輸出噪聲——實現弱磁場檢測的核心前提
2.寬頻帶與平坦響應——支持掃頻激勵，優化磁電耦合效率
3.高精度電壓輸出與低相位失真——保障方向識別的準確性
【文獻】基于反向磁電耦合效應的雙驅直流磁傳感器
【推薦產品】：ATA-L系列水聲功率放大器
圖：ATA-L系列水聲功率放大器指標參數
本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。如想了解更多功率放大器等產品，請持續關注安泰電子官網www.dzbanwu.cn或撥打029-88865020。
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