磁电复合直流磁场传感器

超低功耗高灵敏

基于(1-1)连接磁电复合材料的电激励直流磁场传感器，在超低功耗下实现高灵敏度检测。

Ge, Bingfeng · 吴金根 · Liang, Xianfeng · Qiao, Jiacheng · Du, Yongjun · Xu, Yiwei · Xin, He · Zhao, Yanan · 王智广 · Guo, Jinghong · 胡忠强 · 刘明

IEEE Transactions on Industrial Electronics 2025

参数信息

灵敏度

120 mV/Oe

检测极限

20 nT

功耗

86 μW

直流磁场工作范围

0–3 Oe

技术优势

功耗低一个数量级

整个传感器仅消耗 86 μW，即可维持 0–3 Oe 的直流磁场探测能力，适合电池供电的便携设备。

检测极限到纳特斯拉

20 nT 的检测极限使传感器能够分辨极微弱的直流磁场变化，这是地质勘探和能源系统在线监测等场景对分辨力的硬性要求。

灵敏度不靠线圈换

采用电激励（无线圈）结构，通过磁通集中和应力聚集效应把磁致伸缩材料的弹性模量变化高效传递给压电变压器，从而获得 120 mV/Oe 的灵敏度。

应用场景

• 便携式磁力仪：以 86 μW 的功耗实现纳特斯拉级分辨力，让便携设备可以长时间电池供电。
• 能源系统状态监测：无需线圈的电激励结构便于在电力设备狭小空间内布置，实时捕捉微弱直流磁场异常。
• 地球物理勘探：20 nT 检测极限能够从背景磁场中分辨出矿体和构造引起的微弱异常。
• 磁场传感：提供 120 mV/Oe 的高灵敏直流探测能力，可替代部分依赖线圈或高功耗的有源传感器。