一种三端式磁通门传感器激磁电路设计

磁通门传感器是目前微弱磁场检测中较为理想的测试元件,具有高灵敏度、高精度和良好的稳定性等优点;在分析了三端式磁通门传感器的数学模型的基础上,介绍了其工作原理,即需要激励源、传感器和检测电路共同作用才可以构成完整的测量系统;同时,设计了一种三端式磁通门传感器的激磁电路,其激励电压幅值为5V,频率为5kHz;结果表明,该信号频率和幅值比较稳定,可以作为磁通门传感器的激磁信号。     

一种开环自激振荡磁通门电流传感器

本文提出了一种基于自激振荡磁通门技术的新型电流传感器,该传感器在开环配置下具有较高测量精度,并具有准数字的特点.建立了传感器的数学模型,与传统平均电流法数学模型相比,所建立的数学模型更加简单和精确.本文传感器的激励电路采用了基于MOSFETS的逆变电路,与传统桥式逆变激磁电路相比,该激磁电路不需要悬浮驱动,降低了控制电路的复杂性;不需要设置死区时间,不存在驱动延时,因而大大减小了因驱动电路引起的测量误差.制作了电流传感器的样机并进行了实验验证,结果表明,在测量范围0～100 A的情况下相对误差小于0.3％.     

一种平面四轴向磁通门传感器的设计

设计了一种新型的四轴向磁通门传感器,可测量铁磁性目标经过时产生的磁异信号在四个轴向上的变化情况,通过各轴间的相关性即可判断出目标的运动方向。结构中将四个三端式磁通门探头单元相间45°摆放,使得传感器的任一侧都有四个磁场强度分量的输入,结合分时激励的方法,与传统磁通门传感器相比,其具有电路简单,灵敏度高、稳定性好、功耗小等优点。经实验表明,该传感器方向识别正确率可达85%以上,能够较好的应用于安防及侦测领域中对目标运动及其方向的监测。     

一种三探头磁通门传感器的设计

磁通门技术应用于工程当中,主要为方向测量和磁场强度测量.国内磁通门技术应用于导航领域还比较少,我们设计了一种三探头磁通门传感器用于车体航向和姿态角的测量,详细介绍了三探头磁通门传感器的设计原理和测角原理.最后通过实验测量,并对传感器的测试结果进行了修正,达到了工程应用中对测角精度的要求.     

RTD型磁通门传感器检测系统设计

为了对外界静磁场进行检测,设计了滞留时间差(RTD)型磁通门传感器的检测系统.通过对检测系统信号调理电路、数字存储单元以及数据处理算法等方面的设计优化,提高了检测系统的检测精密度和准确度.在电磁屏蔽室中,利用赫姆霍兹线圈给定外磁场,对所设计的检测系统进行测试,实验结果表明:时间差波动小于±0.1μs,在±5 ×104 nT范围内线性度误差为±0.21％,灵敏度为22.4 s/T,多次测量标准差不大于0.03,适合用于对静磁场的检测.     

一种新型磁通门磁强计

简述了二次谐波法磁通门磁强计的工作原理。以Ｎｉ 基磁性非晶材料取代坡莫合金作探头铁芯,应用相敏检波技术试制了一种磁通门磁强计,其探头体积小,灵敏度达到７ ．７ μＶ／ｎＴ,线性误差±１％ ,分辨率达到１ ｎＴ。     

基于磁通门传感器的航磁系统关键技术研究

介绍了一种低空无人机磁场测量系统,系统利用无人驾驶飞行器搭载三分量磁通门磁力仪,采用硬连接支架垂吊,在中高山地区进行作业,具有成本低、较高精度、安装简单、低空作业安全系数高等优点.同时,就噪声测试、距离测试、质量控制、操作规范等几个方面进行了阐述.如何进一步降低该系统的噪声水平(利用磁补偿等)、提高作业效率以及改进无人机搭载平台,是系统还待解决的问题.     

基于DSP的数字磁通门传感器设计

针对传统磁通门传感器模拟电路受温度影响较大的问题,设计了一种基于DSP的数字式闭环磁通门传感器.传感器的模拟电路由AD转换器、DSP和DA转换器取代,滤波、相敏整流和积分等关键环节采用DSP软件编程实现,模拟电路的减少增强了系统的稳定性.传感器的精度和稳定性主要取决于位于反馈回路的DA转换器,采用高分辨率、高稳定的DA转换器芯片可有效提高传感器的温度性能.详细介绍了该磁通门传感器系统的硬件结构、软件设计和实验结果.结果显示:系统零点温度系数为8.9×10-7/℃,灵敏度温度系数为3.9×10-6/℃,25℃时线性度达到了9.4×10-5.     

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。     

微型磁通门传感器的低功耗结构设计

微型磁通门的功耗是影响其整体性能的关键因素.要降低功耗必须保证器件的薄膜铁芯能够在较小的激励电流下进入饱和状态,为此,可以通过降低铁芯的饱和磁场强度Hs来实现这一目标.设计了一种具有多孔结构薄膜铁芯的微型磁通门,经过有限元仿真分析发现,多孔结构能够降低磁通门铁芯的饱和磁场强度Hs,从而获得较小的饱和激励电流,在保证微型磁通门灵敏度的同时,有效降低器件功耗.     

磁通门测量地磁信号的数字化分析

针对现有的磁通门信号处理电路仍以模拟元件为主,电路较为复杂的缺点,提出了一种以数字信号处理器(DSP)为主的信号处理系统,优化磁通门传感器的结构,提高了磁通门传感器的抗干扰能力.根据双磁芯磁通门的基本原理,建立了磁通门数学模型并采用Simulink信号处理模块模拟DSP对磁通门输出信号进行处理;针对双磁芯磁通门上、下磁芯不一致产生的磁通门信号噪声,采用带通滤波方法进行了滤波,仿真结果与理想状态下双铁芯磁通门的输出一致,系统分辨力达到3 nT.通过实验数据与仿真数据的对比,验证了DSP信号处理系统的可行性.     

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.     

磁通门传感器在车辆导航系统中的应用研究

针对现行车辆导航系统中测角传感器的一些不足和磁通门传感器的特点,将磁通门传感器用于车辆导航系统当中,测量车体的航向和姿态角.并针对在使用过程中存在的问题,提出了基于正交函数的最小二乘拟合法消除车体磁场对传感器测角精度的影响和卡尔曼滤波方法补偿测角过程中的观测误差,有效地提高了磁通门传感器的测角精度.最后,通过实验,验证了2种方法的可行性,测角的最大误差仅为0.74°,达到了令人满意的导航定位效果.     

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...     

跟踪式航向解算方法在磁通门罗经中的应用

为了将磁通门罗经检测的地磁航向信息转换为方便微机处理的数字量,将跟踪式航向解算方法应用于磁通门罗经。分析了磁通门罗经的工作原理和地磁航向信号形式;阐述了跟踪式航向解算方法的基本思想;给出了实验测试数据。测试结果表明：采用跟踪式航向解算方法的磁通门罗经的航向精度满足地磁罗经精度要求。     

磁通门磁强计感应回路的稳态解析模型

针对磁通门磁强计感应回路中调谐电容对灵敏度的影响,提出了磁通门感应回路的分段解析稳态模型,计算了不同调谐电容值时的感应电流波形及峰-峰值.计算与实验的对比表明,感应波形之间相关系数均大于0.98,峰-峰值p平均计算误差小于3%.调谐电容在±8%内变化时,引起的磁通门灵敏度变化为大于37%.本文提供的磁通门感应回路稳态模型能够用于精确描述输出电流性质,为研究磁通门系统的温度稳定性提供分析和参考.     

地磁相对记录用低噪声磁通门磁力仪

针对地磁相对记录要求观测仪器具有高分辨力、低噪声和长期稳定性的特点,抑制外界温度对传感器输出的影响,获得较低的温度系数,研制的磁通门传感器采用高导磁率坡莫合金作为磁芯材料,激励线圈直接缠绕在高塑性、较高持久蠕变强度的环形合金骨架上,感应线圈和补偿线圈缠绕在低温度系数的玻璃钢骨架上.采用交变模拟信号处理电路、深度负反馈网...