新型环形同点单铁芯双分量磁通门传感器

双分量磁通门传感器在金属磁记忆检测中得到广泛使用,且使用的双分量磁通门传感器为双铁芯式跑道型设计的磁通门传感器。由于传感器中的双铁芯磁参数不一致、铁芯不闭合的原因,产生变压器效应,形成了测量噪声。双分量磁通门通常由两个磁通门传感器平行放置而成。因此,由于传感器铁芯参数,线圈参数不可能完全一致所造成的传感器之间的一致性差,而且双分量或多分量磁通门传感器存在着几何中心不重合的问题。本文研究设计了新型双分量磁通门传感器,采用环形铁芯设计,直接应用单铁芯调理双方向的磁通门信号,改善了双分量传感器的一致性差、几何中心不同点的问题,有效的抑制了变压器噪声,提高了磁通门传感器的测量中的测量准确度,减少了测量误差。     

基于Maxwell与Simplorer仿真分析磁通门磁场传感器瞬态响应

为分析磁通门磁场传感器的工作原理,基于Maxwell和Simplorer软件建立了磁通门磁场传感器的电磁联合仿真模型,仿真了磁通门非线性激励电路中电流波形和磁通门传感器的瞬态响应过程,分析计算了磁通门二次谐波灵敏度以及磁通门传感器的转换系数.为验证仿真模型的准确性,利用钴基非晶薄片制作了磁通门传感器探头并利用开关电源驱动电路激励磁通门工作.实际测量的激励电流波形与仿真结果基本一致,磁通门二次谐波灵敏度的测量值与仿真值误差小于1.1%.测量磁通门的频率响应曲线得到磁通门的转换系数为100 mV/μT,与仿真值几乎完全一致,两者误差小于1.5%.该仿真模型对理解磁通门传感器的工作原理、瞬态响应过程以及指导微型磁通门传感器设计具有重要意义.     

基于四次谐波选择法的磁通门传感器分析

采用分段折线近似磁滞回线,分析了矫顽力对磁通门输出的影响,通过理论推导得到各偶次谐波灵敏度解析表达式.比较了二次谐波选择法和四次谐波选择法灵敏度,量程和非线性度.详细讨论了四次谐波的适用条件.研究结果表明选取四次谐波还是选取二次谐波,不仅取决于激励磁场与饱和磁场强度比值,还取决于矫顽力与饱和磁场强度比值.研究结果对实际...     

正交磁通门罗盘设计

以高导磁环型磁芯为敏感元件,设计了正交磁通门罗盘,改进正交磁通门探头的传统工艺.基于二次谐波法原理,设计硬件电路实现水平航向角度值的测量.实验结果表明:测量最大误差为3°,满足导航性能要求.     

三分量磁通门传感器轴定向问题研究

利用三分量磁通门传感器进行磁场测量时需知传感器的三个方向轴,而在传感器的安装工程中其三轴方向难于固定,这给磁场测量带来了不便。针对上述问题,从三分量磁通门传感器测量原理出发推导了传感器三轴定向计算公式和有背景干扰磁场时的轴定向误差计算公式;设计了三分量磁通门传感器三轴定向的仿真实验和物理实验,以实验数据为基础分析了背景磁场干扰源对磁通门传感器三轴定向的影响。研究表明:在高精度磁场测量中必须严格控制背景干扰磁场大小来减小传感器轴定向误差,所得结论对磁场测量有一定的实际指导意义。     

基于三端式磁通门传感器的弱磁测量系统设计

利用三端式磁通门传感器测量微弱低频弱磁信号原理,设计了磁通门测磁系统用于测量不同质量的磁性材料。该系统可以直接测量一定质量的磁纳米粒子感应磁场强度并将其转化为直流值电压,然后让电压值与质量建立对应关系。在分析三端式磁通门传感器的工作原理的基础上,基于二次谐波法,设计了包含差分放大、选频放大、带通滤波、相敏检波和低通滤波的测量电路,然后在此基础上设计了差分式双探头磁通门传感器弱磁测量系统,最后通过实验测试和数据采集与分析,证明利用此种原理设计的测量系统可以检测不同质量的磁性材料。     

基于二次谐波脉冲幅值法的磁通门传感器

简述了磁通门现象的数学模型和工作原理。针对磁通门传感器在提高带宽时噪声也会随之增大的问题,应用二次谐波选择法设计了磁通门信号处理电路,试制了一种宽带低噪声磁通门传感器,很好地解决了提高带宽和降低噪声之间的矛盾。经测试,样机带宽可以达到700 Hz以上,10 Hz处的噪声小于10 pT/Hz,线性度为0.2%。     

磁通门磁力计测地磁研究

磁通门磁力计是一种弱磁测量仪器,可以用来测量地磁场。介绍了磁通门磁力计系统的结构和工作原理,并用一维开环系统实现了单方向地磁场分量变化的相对测量;在此基础上,增加三维球状反馈线圈实现了地磁场3个正交方向分量的测量。一维开环系统测量结果显示:在测量方向地磁场的周期以半日周期最为明显;三维系统测地磁场数据统计表明:当日地磁场变化不超过3μT。     

新型变压器差动保护原理分析及应用

采用谐波闭锁方式的变压器差动保护在差流中含有比较低的谐波分量的励磁涌流情况和变压器过励情况下往往不能正确动作。论述一种变压器差动保护的新方法 ,即采用偶次谐波制动、直流分量和五次谐波闭锁的方法。     

新型变压器差动保护原理分析及应用

采用谐波闭锁方式的变压器差动保护在差流中含有比较低的谐波分量的励磁涌流情况和变压器过励情况下往往不能正确动作。论述一种变压器差动保护的新方法,即采用偶次谐波制动、直流分量和五次谐波闭锁的方法。     

交变磁场测量的研究进展

通过对磁场的种类和相关测量理论及方法分析,归纳了当前国内外交变磁场测量方法以及测量传感器和仪器的研究现状。针对医疗仪器等行业的需求,指出中频强磁场和空间点磁场测量方面的一些难点和取得的进展,介绍了最新研发的中频强磁场测量仪。最后分析了磁场测量技术的发展趋势,随着磁场测量应用的范围和各种要求的提高,测量磁场的频率、强度和空间分布变得越来越重要。     

电网谐波测量技术的现状与发展

随着非线性负荷的广泛应用,电能质量问题日益严重。文章在简要说明电网谐波测量的重要性的基础上,回顾了电网谐波测量在国内外研究发展的历史,分析了几种电网谐波测量原理的特点,最后给出了电网谐波测量技术在我国的发展前景。     

通过反馈随动机构改善霍尔传感器位移测量范围

霍尔器件可用于微位移测量,但实用时要设计复杂的磁路以保证在测量范围内为均匀梯度磁场.通常只能测1 mm左右的位移,这限制了其应用范围.采用反馈随动机构带动霍尔传感器跟踪被测体的位移,从而大大扩大了位移的测量范围,且不需要在测量中保持均匀梯度磁场.     

基于TDLAS技术气体浓度测量的快速拟合方法

基于可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的气体浓度测量系统通常以吸收光谱的归一化二次谐波信号反演气体浓度。然而以常用的数字锁相技术提取归一化二次谐波信号的方法消耗资源多、计算量大。为简化计算量,一种基于广义级数展开快速拟合的方法被提出,首先测量激光器的入射平均光强,结合光强调制系数计算线型函数及其平方项的傅里叶展开系数,即可拟合出归一化二次谐波信号。构建了CO2气体吸收光谱检测实验,实验测试及仿真计算结果表明采用本文方法拟合的结果与通过数字锁相技术实测的信号之间最大相对误差仅为2‰,计算消耗的时间却远小于后者,简化了系统资源,有利于TDLAS技术气体浓度测量系统的小型化、数字化。     

基于光纤的测量瞬态电场的球形传感器

在电力系统中，除了电场的计算方法外，电场的测量也是一种很重要的手段。在一些特殊的场合，测量甚至是唯一的方法。介绍了一种可用来测量随时间周期性变化或瞬变电场的球形传感器，对球形探头测量电场的基本原理和一、二、三维电场探头的结构及测量误差做了分析，并介绍了二维球形传感器测量系统及其应用。     

磁致伸缩位移传感器双磁环间测量盲区的影响分析

为减小双磁环磁致伸缩位移传感器磁环间的测量盲区,对传感器在测量盲区内的输出信号进行了分析。从双磁环偏置磁场与磁环间距的关系进行研究,建立了双磁环磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算了不同偏置磁场强度的双磁环在不同间距与放置方向时传感器的输出电压,并通过实验进行了验证。结果表明,磁环规格相同时,测量盲区的大小与磁环放置方向无关,磁环偏置磁场强度越小,磁环间的测量盲区越小,磁场叠加影响的电压幅值变化量也越小。且在传感器的测量盲区内,电压输出信号将会受到偏置磁场与电压输出波形叠加的影响,这两种因素都会导致传感器检测失效。该研究结果为多磁环位移传感器磁环的选型及减小传感器磁环间的测量盲区提供理论基础。     

大位移测量中均匀梯度磁场的构建

在进行大位移测量时,设计了一种能产生均匀梯度磁场的锥形螺线管,从理论上推导出了锥形螺线管内部轴线方向磁感应强度计算公式,通过实验验证了公式的正确性,实验证明:这种锥形螺线管内部轴线方向产生的均匀梯度磁场可用于大位移的自动测量,且测量范围较宽、测量精度高、结构简单。     

抑制电磁干扰的悬浮间隙传感器检测线圈结构设计

高速磁浮列车悬浮间隙中存在着牵引磁场、悬浮磁场等多种磁场,它们的高次谐波耦合到检测线圈中容易形成电磁干扰对悬浮间隙传感器造成影响。通过设计8字结构线圈,大幅度抑制了这种共模形式的电磁干扰。针对双检测线圈可能存在相互电磁干扰问题,通过调整双线圈之间相对位置,使两线圈间互感接近于零时,就可消除该种干扰,据此,确定两检测线圈间错位1/3线圈长度,通过试验验证了可行性。     

基于旋转谐振结构的单芯片二维电场传感器

提出并研制了一种二维电场检测传感芯片,将四个电场测量微型单元和旋转式驱动微结构集成在3. 5 mm ×3. 5 mm的敏感结构上,实现了单芯片的电场二维测量.介绍了传感器的工作原理、敏感结构的设计,以及基于绝缘体上硅( SOI)工艺的单芯片微型二维电场传感器制备工艺技术.成功研制出传感器原理样机,研究了微型二维电场传感器的标定方法,开发了用于电场二维标定的测试装置,并在室温常压下对传感器进行了二维标定.实验结果表明:该传感器能够有效减小电场的轴间耦合干扰,测量误差优于7. 04%,线性度可达到1. 25%.     

FBG温度传感器在微波场的应用

微波作为一种新型热源已被广泛用于化学研究、食品加工、医疗仪器以及材料热处理等行业中,发展极为迅速。在这些应用中,温度显然是个重要的参数,但处于强电磁场的环境下,在微波场中温度的测量依然是一个技术难题。阐述了光纤光栅温度传感器的原理,以及分析了光纤光栅温度传感器在微波场中测温的前景及应用。