本發(fā)明涉及腦機(jī)接口技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)的生物磁信號(hào)采集裝置，具體涉及一種非晶絲與線(xiàn)圈分離的gmi傳感器探頭。

背景技術(shù)：

在磁測(cè)量領(lǐng)域中，gmi磁傳感器因其較寬的測(cè)量范圍、較高的極限靈敏度以及其方便易用而廣受關(guān)注。gmi效應(yīng)就是當(dāng)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(shí)，材料兩端感生的交流電壓uw隨著絲縱向所加的外磁場(chǎng)hex的變化而靈敏變化的現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)是非晶材料自身的阻抗隨外加磁場(chǎng)的靈敏變化。通過(guò)信號(hào)采集線(xiàn)圈，我們可以將阻抗值轉(zhuǎn)化為電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外磁場(chǎng)hex的測(cè)量。在這一過(guò)程中，采集線(xiàn)圈的匝數(shù)和距離非晶絲的距離（繞徑），是影響傳感器靈敏度等關(guān)鍵性能指標(biāo)的重要因素。如圖1所示，傳統(tǒng)的探頭設(shè)計(jì)方案將采集線(xiàn)圈（參見(jiàn)圖1中的③-④）緊密繞置于非晶絲（參見(jiàn)圖1中的①-②）的四周。由于非晶絲只有數(shù)十微米的直徑，本身非常柔軟，這種設(shè)計(jì)方案對(duì)加工工藝提出了很高的要求，并且很難提高線(xiàn)圈極限匝數(shù)和極限繞徑。這限制了探頭靈敏度的進(jìn)一步提高。在這種方案下，非晶絲和線(xiàn)圈處在緊耦合狀態(tài)，一經(jīng)制成，無(wú)論是非晶絲的更換還是線(xiàn)圈匝數(shù)、繞徑等線(xiàn)圈參數(shù)的調(diào)整，都極不方便，并且存在損傷非晶絲的可能性。同時(shí)，由于信號(hào)拾取線(xiàn)圈將非晶絲緊緊包裹在內(nèi)，非晶絲和被探測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)之間，存在一層線(xiàn)圈的阻隔，對(duì)于非晶絲的靈敏度產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種非晶絲與線(xiàn)圈分離的gmi傳感器探頭，該非晶絲與線(xiàn)圈分離的gmi傳感器探頭實(shí)現(xiàn)了信號(hào)拾取線(xiàn)圈和非晶絲的解耦合，信號(hào)拾取線(xiàn)圈是繞置在較硬的金屬絲周?chē)盘?hào)拾取線(xiàn)圈的匝數(shù)與繞徑相較于繞置于非晶絲周?chē)膫鹘y(tǒng)方案，可以提升探頭的靈敏度。同時(shí)，由非晶絲單獨(dú)組成探頭磁場(chǎng)感生部件，可以獨(dú)立制件，不同性質(zhì)的非晶絲可以制成不同的探測(cè)部件，在進(jìn)行接口標(biāo)準(zhǔn)化后，非常容易進(jìn)行更換。這種解耦合的設(shè)計(jì)，大大減小探頭（磁場(chǎng)感生部件）的體積和重量，對(duì)于腦機(jī)接口等應(yīng)用領(lǐng)域而言，將極大地提高被試的使用舒適感。最后，沒(méi)有了探測(cè)線(xiàn)圈的阻隔，非晶絲可以充分暴露于被探測(cè)磁場(chǎng)中，提高了非晶絲本身的靈敏度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種非晶絲與線(xiàn)圈分離的gmi傳感器探頭，包括串聯(lián)支路和信號(hào)拾取線(xiàn)圈，所述串聯(lián)支路包括串聯(lián)布置的金屬絲和非晶絲，且所述信號(hào)拾取線(xiàn)圈繞設(shè)布置于金屬絲上。

優(yōu)選地，所述金屬絲為鐵絲。

本發(fā)明的非晶絲與線(xiàn)圈分離的gmi傳感器探頭具有下述優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明包括串聯(lián)支路和信號(hào)拾取線(xiàn)圈，串聯(lián)支路包括串聯(lián)布置的金屬絲和非晶絲，且信號(hào)拾取線(xiàn)圈繞設(shè)布置于金屬絲上，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)拾取線(xiàn)圈和非晶絲的解耦合，信號(hào)拾取線(xiàn)圈是繞置在較硬的金屬絲周?chē)?，信?hào)拾取線(xiàn)圈的匝數(shù)與繞徑相較于繞置于非晶絲周?chē)膫鹘y(tǒng)方案，可以提升探頭的靈敏度。同時(shí)，由非晶絲單獨(dú)組成探頭磁場(chǎng)感生部件，可以獨(dú)立制件，不同性質(zhì)的非晶絲可以制成不同的探測(cè)部件，在進(jìn)行接口標(biāo)準(zhǔn)化后，非常容易進(jìn)行更換。這種解耦合的設(shè)計(jì)，大大減小探頭（磁場(chǎng)感生部件）的體積和重量，對(duì)于腦機(jī)接口等應(yīng)用領(lǐng)域而言，將極大地提高被試的使用舒適感。最后，沒(méi)有了探測(cè)線(xiàn)圈的阻隔，非晶絲可以充分暴露于被探測(cè)磁場(chǎng)中，提高了非晶絲本身的靈敏度。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的gmi傳感器探頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的gmi傳感器探頭結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，本實(shí)施例的非晶絲與線(xiàn)圈分離的gmi傳感器探頭包括串聯(lián)支路1和信號(hào)拾取線(xiàn)圈2，串聯(lián)支路1包括串聯(lián)布置的金屬絲11和非晶絲12，且信號(hào)拾取線(xiàn)圈2繞設(shè)布置于金屬絲11上。在測(cè)量時(shí)，采集信號(hào)拾取線(xiàn)圈2獲得的電壓信號(hào)，是由非晶絲12上變化的電流所產(chǎn)生的感生交流電壓，而變化的電流來(lái)自于非晶絲12因縱向的外加磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的阻抗的變化。因此，真正反映外加磁場(chǎng)變化的，是非晶絲12上的電流。只要能夠通過(guò)合理的手段測(cè)量到這個(gè)電流，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外加磁場(chǎng)的測(cè)量。本實(shí)施例的非晶絲12與信號(hào)拾取線(xiàn)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(lián)連接的設(shè)計(jì)思路，由基本的電路常識(shí)可以知道，在串聯(lián)的關(guān)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(rèn)為是相等的。而此時(shí)，如果能夠通過(guò)某種采集方案采集到金屬絲11上的電流大小，也就實(shí)現(xiàn)了對(duì)非晶絲12上電流信號(hào)的采集。本實(shí)施例中，金屬絲11為鐵絲，具有硬度高的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了信號(hào)拾取線(xiàn)圈2和非晶絲12的解耦合，信號(hào)拾取線(xiàn)圈2是繞置在較硬的金屬絲11周?chē)?，信?hào)拾取線(xiàn)圈2的匝數(shù)與繞徑相較于繞置于非晶絲周?chē)膫鹘y(tǒng)方案，可以提升探頭的靈敏度。同時(shí)，由非晶絲12單獨(dú)組成探頭磁場(chǎng)感生部件，可以獨(dú)立制件，不同性質(zhì)的非晶絲12可以制成不同的探測(cè)部件，在進(jìn)行接口標(biāo)準(zhǔn)化后，非常容易進(jìn)行更換。這種解耦合的設(shè)計(jì)，大大減小探頭（磁場(chǎng)感生部件）的體積和重量，對(duì)于腦機(jī)接口等應(yīng)用領(lǐng)域而言，將極大地提高被試的使用舒適感。最后，沒(méi)有了探測(cè)線(xiàn)圈的阻隔，非晶絲12可以充分暴露于被探測(cè)磁場(chǎng)中，提高了非晶絲12本身的靈敏度。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種非晶絲與線(xiàn)圈分離的GMI傳感器探頭，包括串聯(lián)支路和信號(hào)拾取線(xiàn)圈，串聯(lián)支路包括串聯(lián)布置的金屬絲和非晶絲，且信號(hào)拾取線(xiàn)圈繞設(shè)布置于金屬絲上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了信號(hào)拾取線(xiàn)圈和非晶絲的解耦合，信號(hào)拾取線(xiàn)圈是繞置在較硬的金屬絲周?chē)?，信?hào)拾取線(xiàn)圈的匝數(shù)與繞徑相較于繞置于非晶絲周?chē)膫鹘y(tǒng)方案，可以提升探頭的靈敏度。同時(shí)，由非晶絲單獨(dú)組成探頭磁場(chǎng)感生部件可獨(dú)立制件，不同性質(zhì)的非晶絲可以制成不同的探測(cè)部件，在進(jìn)行接口標(biāo)準(zhǔn)化后，容易更換，大大減小探頭的體積和重量，對(duì)于腦機(jī)接口等應(yīng)用領(lǐng)域而言，將極大地提高被試的使用舒適感，沒(méi)有探測(cè)線(xiàn)圈的阻隔，非晶絲可以充分暴露于被探測(cè)磁場(chǎng)中，提高了非晶絲本身的靈敏度。

技術(shù)研發(fā)人員：周宗潭;徐明;郭善磁;肖軍浩;徐曉紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.21
技術(shù)公布日：2017.09.05