倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法

针对仿生偏振光-地磁-GPS的多信息源融合导航平台中的地磁导航需求,设计一种基于磁阻技术的补偿式三维地磁传感器系统.详细介绍了三维地磁传感器的原理、设计方法,分析了影响传感器精度的误差来源,并有针对性地进行了误差分析与补偿方法的研究.本传感器可实现航向角、俯仰角以及横滚角的动态实时测量,为多信息源融合下的自主导航系统提供一种精确有效的地磁导航辅助信息.     

捷联磁传感器仿真器的研究与实现

剖析了捷联磁传感器的工作机理,给出了磁航向角的计算方法;在此基础上阐述了捷联磁传感器仿真的原理,给出了地磁水平分量及垂直分量的选取原则,并予以了证明.文中对磁传感器仿真器的系统硬件构成,系统接口也作了说明.最后,对磁传感器仿真器进行了实际测试,并将测试结果与真实磁传感器的测试结果进行了比较,结果显示该设计是成功的,能够满足测试系统的测试与调试的要求.     

基于DSP的自旋弹姿态存储测试方法

本文针对姿态信息测试仪的低精度、体积大、抗过载能力差等问题,提出了一种基于DSP的姿态存储测试方法,选用陀螺和地磁传感器组合测试,用DSP来控制,并在DSP内部设计卡尔曼滤波器解算姿态信息并存储。通过仿真和转台实验得出数据分析,验证了此方法的可靠性和可行性,达到了高测试精度的要求,同时还对所设计的记录仪进行了抗过载实验,结果表明完全可以用于高过载下的姿态测试试验,为以后的弹载姿态信息测试提供了新的方法。     

基于AMI602传感器的载体姿态测试系统

针对捷联式载体姿态测试系统中存在的抗干扰能力差、不能很好地消除坐标误差以及姿态角测量范围的局限性等缺陷,提出了一种基于集加速度、地磁于一体的6维AMI 602动作传感器的姿态测试系统。通过AMI 602动作传感器输出6维数据结合加速度和地磁2个常量来确定载体在空间中的姿态。测试表明:该系统能解决上述缺陷,且具有精度高、功耗低、小型化等特点,可应用于GPS、手机、游戏设备等姿态测量领域。     

微型航姿系统中磁传感器温度漂移补偿研究

研究了微型航姿系统中地磁传感器的温度特性,根据地磁传感器噪声的频谱特性,设计了带阻数字滤波器;基于地磁传感器测量原理分析传感器输出电压随温度变化的规律,利用多项式相消的方法建立磁传感器温度漂移误差的实时补偿模型,并应用于微型航姿系统的磁航向解算。多次试验结果表明:地磁传感器零偏模型具有良好的重复性,实时温度漂移误差补偿模型可以有效地补偿地磁传感器引起的温度漂移误差;缩短了系统的预热时间,提高了系统输出的磁航向精度。     

基于DSP的一体化PGK控制系统设计

弹载系统的一体化、模块化已成为趋势,据此提出利用DSP来实现精确制导组件(Precision Guidance Kit, PGK)一体化系统的控制,完成导弹的制导和控制任务,从而提高弹载系统的可靠性和导弹的作战能力;叙述了PGK控制系统中硬件与软件的设计过程,包括对控制模块、GPS接收机、地磁测量模块、无线装定模块等的设计和功能介绍,以及对软件工作流程和软件模块进行简要介绍;通过发射安装本PGK系统的修正弹进行飞行试验,GPS模块与地磁测量模块的测试结果表明该系统可以基本实现模块功能。     

弹丸动态参数测量的方法研究

针对目前采用外弹道测试技术测量弹丸转速,炮口初速及章动参数难度大,装置复杂等问题.介绍了利用测量弹丸转速解算炮口初速和章动参数的新方法.弹载测试仪以地磁传感器为信号源,基于动态存储测试技术,集信号采集、存储、无线传输于一体.实弹结束后,读取存储器的数据,得到弹丸的转速信号,利用公式可以对炮口初速进行解算.对弹丸转速信号进行去基线、定标转换处理后的包络线即是章动曲线,根据信号的规律可以解算出章动参数.测试结果与外测法测得的结果基本一致,该方法可测量弹丸参数.     

微处理机用于磁方位角的实时测量与控制

本文介绍了一种由捷联式地磁传感器和微处理机构成的磁方位测量系统。这种磁方位测量系统不仅结构简单，而且可避免常用磁罗盘系统在运载体机动运行时将出现的一些测量误差。同时本系统采用微处理机作为解算装置，可采用软件技术对测量元件本身的误差和各种系统误差进行补偿。使该系统能做在线实时磁方位精确计算。     

数字补偿式巨磁阻抗传感器设计

地磁环境下弱磁信号的检测要求地磁传感器具有灵敏度高、工作范围宽的特点,非晶丝在高频交流激励下具有阻抗变化率高的特点,宜于用来作地磁传感器.但非晶丝线性工作区较短,不能完全覆盖地磁场范围,通过采用数字补偿技术可以补偿大部分地磁场,使传感器工作于非晶丝的线性区,提高了传感器的灵敏度,扩展了传感器的工作范围.通过测试,采用数字补偿技术的巨磁阻传感器灵敏度为71. 133μV/nT,工作于-61 750. 8~73 774. 8 nT,与被测磁场的最大误差为2. 45 nT.     

铁路新型地面标志传感器研制

铁路地面标志传感器采用电涡流原理,动态探测轨道上特殊金属构件的位置。为了满足新一代轨检系统的性能要求,对传感器原理及存在问题进行分析。通过对传感器内部结构及信号处理方法进行研究,研制了基于数字微处理系统的新型地面标志传感器。新型传感器探测线圈采用平衡式结构,补偿了线圈自身的温度漂移;以频率源电路取代谐振电路,提高了输出波形的稳定性;检测数据通过实时现场总线方式传输到轨检系统平台,改善了数据传输的实时性和可靠性。新型传感器经过调试和封装后,在试验室和线路进行了测试,并在路局轨道检查车上进行了应用。该新型传感器稳定性和可靠性高、结构简单、易于实现,满足了新型轨检系统的需求。     

两种结构MEMS磁场传感器的研究

研究了两种结构的谐振式磁场传感器,检测在磁场作用下梁的振动幅度,来实现磁场的测量。首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模型,对振动幅度进行了仿真。该MEMS磁场传感器采用标准的CMOS工艺加上后处理来实现。最后用多普勒仪对传感器的振动幅度进行测试,实验结果与理论分析一致,并对两种传感器性能进行比较。所研究的两种传感器结构简单,测试方便,可用于对mT级的磁场进行测试。     

Ultra Dense DNA Microarray Design using Magnetoresistive Detectors

Microelectronic chip-based systems are available for a wide variety of applications. Many of these systems rely on NON-INTEGRATED optical detection schemes to collect data from the chips. A magnetoresistive detection format, however, can be completely integrated. This paper presents some basic concepts for optimizing micron-sized magnetoresistive sensors for single nucleotide polymorphism (SNP) analysis and DNA diagnostics. Magnetoresistive sensors are nano-fabricated thin film resistors whose resistance changes as a function of magnetic field. The magnetic DNA assay replaces the EXTERNAL optical reader apparatus with an INTEGRATED magnetoresistive sensor at each “pixel” of the array. The EXTERNAL light source can be replaced by an INTEGRATED magnetic field generation strap, or by a simple external coil. Magnetoresistive pixel sizes could presently be ˜ 3 microns on a side, and decrease to ˜ 100 nm with technological improvements. It is shown that, taking reasonable values for critical parameters, a signal to noise ratio of 10,000 : 1 is achievable using 10 nm paramagnetic beads as the assay label. As early demonstrations of the feasibility of this system, data have been collected using NVE's magnetoresistive sensors (non-optimized) to easily detect single micron-sized magnetic beads. Presently NVE is working on 1 million bit arrays of magnetoresistive sensors which are being fabricated into magnetoresistive random access memory (MRAM) chips. These arrays have many similarities to what is required for the magnetoresistive DNA assay including sub-micron bit size and single bit addressability.     

旋转机械油路磨粒传感器的设计及仿真研究

设计一种应用于旋转机械油路检测系统的在线式油路磨粒传感器,其性能直接影响油路检测系统的监测结果。重点对传感器检测原理和结构特性等进行定性分析,根据电磁场原理和毕奥-萨伐尔定律等电磁学理论,推导并建立平衡线圈磁场分布数学模型以及传感器输出模型,研究影响传感器输出和磁场分布的几大因数,最后利用电磁场仿真软件对传感器平衡结构线圈的磁场分布进行仿真,为传感器的设计、优化改进提供了重要的理论依据。     

磁阻传感器在转速测量中的应用

介绍了一种以磁阻传感器为磁敏元件,以单片机为控制核心的高精度转速测量方法。论述了测量系统工作原理、各硬件部分功能。传感器探头由激励线圈和磁阻传感器构成,输入的电流在激励线圈周围产生交变磁场,当齿轮转动时,激励线圈的磁场发生变化,位于线圈中央的磁阻传感器将其转变成电信号,在单片机的控制下进行放大处理和显示。该转速传感器具有准确度高、测量范围宽、安装调试方便等优点。     

Sensor applications of thin‐film devices originating in display technologies

Thin‐film devices are widely utilized for flat‐panel displays, and the essential advantages of the thin‐film devices are generally large‐area production, various‐material substrate, layered structure, etc. Appropriate applications are flat‐panel displays, and other applications where the abovementioned advantages are available and the disadvantages are acceptable are sensor applications. Moreover, if the sensor devices can be made by thin‐film devices that have been already utilized for flat‐panel displays, they can be made without additional cost. Therefore, thin‐film devices are again promising for sensor applications especially for interactive displays. We are investigating sensor applications of thin‐film devices. Particular in this journal paper, we review sensor applications of thin‐film devices originating in display technologies. The various sensors are visible‐light sensor, infrared‐light sensor, temperature sensor, magnetic‐field sensor, etc. Many research results from many research organizations as well as our research laboratory are introduced.     

无巴克豪生噪声的薄膜磁头材料

对NiFe/SiO_2/NiFe薄膜可消除巴克豪生噪声及其对磁场梯度敏感的原理进行了分析,作为薄膜磁头材料进行了读取垂直磁记录信号实验,结果表明,这种薄膜是一种具有高分辨率的、低噪声的磁电阻磁头材料。     

基于C8051F005的均匀轴向亚磁场产生和测量系统

根据亚磁场生物学实验要求,利用Silicon Labs的C8051F005微处理器设计了一种轴向亚磁场产生和测量系统.基于亥姆霍兹线圈产生磁场的基本原理设计了一种新的磁场产生结构,采用MAX038产生交变磁场的硬件电路,使用磁阻磁强计对磁场进行精确测量,用VC6.0设计了上位机软件,图形化显示从磁阻磁强计传输过来的数据.实测表明,新结构产生磁场的均匀性要比亥姆霍兹线圈产生的磁场均匀性好,磁场均匀范围宽.亚磁场随电流的变化呈线性变化,具有很好的可控性,可通过简单设置控制交流磁场的频率.     

Cs光泵磁强计补偿地磁变化的方法

在弱磁测量技术当中,往往需要在一定的工作空间区域内获得稳定的磁场。光泵磁强计具有高灵敏度、高分辨力的优点。主要介绍使用光泵磁强计补偿地磁感应温度的原理、设备组成及实验。根据锁相环原理,利用Cs光泵磁强计和线圈系统把地磁感应强度的波动补偿到小于0.1nT,可以获得稳定度很高的恒定磁场空间。恒定磁场空间可以用来校准磁通门磁强计和其它磁传感器。     

偏磁式消弧线圈在安钢220kV变电站的应用

分析偏磁式消弧线圈补偿装置的作用及工作原理,介绍偏磁式消弧线圈补偿装置在安钢某220kV变电站10kV系统的具体应用.     

薄膜铂电阻元件稳定性测试与分析

高端军事应用环境对测温传感器提出了小结构、高精度、良好的长期稳定性等要求,采用溅射方式制备的薄膜铂电阻元件成为了首选。通过分析薄膜铂电阻元件的结构、工艺,探讨影响稳定性的主要因素,包括薄膜缺陷、杂质、电迁移、结构封装应用与温度应力等。选择薄膜铂电阻在水三相点下的电阻值作为稳定性的比较基准,设计了一款不大于3mK的高精度测试系统。通过对薄膜铂电阻元件进行高温电寿命试验和温度冲击试验,评估得出薄膜铂电阻元件长期稳定性达到10mK,满足设计需求。