基于LMS的环型TMR阵列传感器滤波算法设计

针对环型TMR传感器阵列测量电流时易受外界环境的干扰,提出一种磁阵列自适应测量方法。根据毕奥萨伐尔定律分析环型磁阵列的测量原理。提出了一种基于最小均方根(Least-Mean-Squares,LMS)方法,为磁阵列测得的磁场强度设计自适应滤波算法,即将某一段时间的传感器测量磁场作为输入,并过滤外界的杂散磁场信号,能够实现对外界磁场的自适应屏蔽。进行了数值仿真分析和搭建了实验平台,验证了所提方法的正确性及有效性。     

基于隧道磁电阻(TMR)效应的齿轮传感器设计与性能

采用有限元软件对TMR齿轮传感器进行模拟仿真,对比分析后发现凹槽形长方体磁体可以有效优化齿轮传感器的磁路结构。根据齿轮传感器的特点和应用,分析了相关的TMR性能参数,采用最小电阻间距0.25mm的TMR芯片结构设计,以惠斯通电桥为基本的连接方式,制备出一系列基于TMR效应的齿轮传感器。通过示波器采集传感器模拟输出,全面分析了TMR芯片电阻间距、齿轮周期间距、空气间隙等因素对输出的影响,结合方波输出信号,对传感器进行功能性验证。结果表明,此传感器具有信噪比高、响应频率高、温度特性好、大的空气间隙等特点,可实现对齿轮的速度、移动方向、缺齿等方面的检测,具有广阔的工业应用前景。     

隧道磁电阻(TMR)磁传感器的特性与应用

基于TMR效应的磁传感器具有灵敏度高、体积小、功耗低等诸多优点,可广泛应用于信息技术、电子电力、能源工业、汽车电子、工业自动控制及生物医学等领域。采用国内某公司开发的TMR传感器芯片,我们对TMR芯片在电子罗盘、电流传感器、角度传感器、双极锁存开关传感器、验钞机磁头等方面的应用进行了研究。本文主要介绍这些传感器的工作原理及其性能特征,并展望了TMR传感器的应用前景。     

直流配电网隧道磁电阻传感器外磁场干扰模型及其抑制方法研究

隧道磁电阻传感器作为新一代磁传感器,具有温度特性好、灵敏度高等优点,在电能计量中得到大量研究和应用。外磁场干扰是影响磁传感器测量准确度的重要因素,文中针对直流配电网电流测量场景,建立了隧道磁电阻元件传感器阵列的外磁场干扰模型,继而基于自适应滤波(LMS)分析的算法,提出了磁传感器最优结构参数,并通过数值分析和有限元仿真验证了该模型的有效性。研究结果表明,当被测电流在±50 ~±300 A之间、阵列半径与母排间距比例为1:2.5时,外磁场影响最小,通过自适应滤波算法可将磁传感器测量误差降到1%以下。     

无刷直流电动机转速控制用磁变阻传感器

无刷直流电动机转速控制用磁变阻传感器夏云（重庆微电机厂６３００４３）１引言随着高精度、高稳定的电机转速控制系统的发展，作为系统速度反馈元件的检测元件也在不断更新。在电机转速控制系统中，转速反馈的脉冲数愈多，系统Ｆ／Ｖ变换器的分辨率也愈高，电机转速的控...     

基于卡尔曼滤波的磁传感器阵列电流测量

单个磁传感器非接触式测量电流容易受到干扰磁场的影响,通过使用多个磁传感器组成的阵列进行非接触式电流测量可以排除干扰的影响.在建立多传感器阵列测量模型的基础上,提出基于卡尔曼滤波的非接触式多传感器电流测量,并介绍了状态值最优估计和最优稳态滤波算法.为了减少传感器个数,提高实用性,提出次优稳态滤波算法.在不同的干扰情况下,对该算法进行了仿真和实验.结果说明基于卡尔曼滤波的信号处理算法,不但可以降低环境影响带来的误差,而且减轻了多传感器非接触式电流测量的计算负担.     

基于磁电阻传感器的电子罗盘研制

基于磁电阻传感器设计了一款电子罗盘,其硬件电路包括地磁信息及姿态信息采集电路、信号放大滤波电路、模数转换电路等;在电子罗盘硬件电路设计完成的基础上,基于MDK-ARM开发环境,进行软件部分设计。其主要功能包括：控制AMR对磁电阻传感器和三轴加速度计的数据进行采集和处理;对数据进行补偿校准和方位角解算;将数据传输至上位机中进行显示和存储。经实际测量,在倾角不大于30°时,方位角精度可达1°,实现了输出高精度方位角的目标。     

基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统

为实现铁磁性物体的无损检测,设计了一种基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统。本系统采用了FPGA作为主控器,其中包含了AD配置模块、AD接口模块和数据缓存模块,FPGA控制传动装置进行扫描,通过磁传感器阵列扫描将磁场转换为对应的电压信号,通过以AD7768为核心的模数转换模块将电压信号传送给FPGA,实现8路并行高速磁场数据采集,然后在FPGA中通过双线性插值和伪彩色转换算法的处理,把采集的磁场数据转换成磁场分布的图像,存储在SD卡中并在LCD中实时显示。实验中,使用磁场扫描系统对环型磁铁、磁化后的铁丝、内嵌于木板中的铁钉、剥线钳和尖嘴钳进行了磁场扫描,采用基于磁通量与大津法为基础的程序处理,对物体进行定位与识别,定位的均方根误差平均值为3 mm,测量的长度接近实际物体的长度,能够辨别磁性物体的位置和方向,能够通过物体的特征磁场识别磁性物体,达到对铁磁性目标的无损检测和识别的目的。本系统采用了以FPGA ZYNQ7010、AD7768、HMC1001为主的电路采集磁场数据,具有采集速率高、扩展方便、功耗低,能获取磁场空间分布图像等优点,可以应用于铁磁性目标的定位和识别等领域,如安全检测、地下水下的磁性目标探测等。     

磁传感器阵列测量电流时的干扰排除理论研究

用单个磁传感器测量母排周围的磁场可以得到母排中的电流，为了提高测量精度，在电流测量中引入了磁传感器阵列。提出一种基于离散傅立叶(DFT)分析的算法，用来区分测量电流产生的磁场和干扰电流产生的磁场。建立了适用于直流和交流、不同母排形状、任意数量平行母排的电流测量干扰排除数学模型。数值分析和初步试验结果验证了该模型的正确性。     

基于直流辉光放电等离子体的气体压力传感器

研究了一种基于直流辉光放电等离子体原理的气体压力测量方法,设计了一种等离子体压力传感器,并对该传感器的放电维持电压与气压之间的关系进行了稳态及动态标定实验.稳态标定实验结果表明,50μm间隙适用于气压量程0.4～2.0atm(1atm=101325Pa),220μm适用于气压量程0.5～5.0atm,此时电流选取在3....     

基于微电子机械系统的光学电流传感器原理与设计

光学电流传感器解决了传统电流互感器的缺点，但仍然存在生产困难、性能易受环境温度影响等不足，MEMS作为一种新兴技术，可批量生产各种性能良好的微电子器件，该文提出了将MEMS技术用于检测高压交流电的光学电流传感器。高压侧的传感装置由Rogowski线圈、MEMS扭转微镜和双光纤准直器组成。文中介绍了器件的高压侧敏感原理和光学检出原理，给出了器件的结构参数条件、模态分析和温度补偿结果，并利用ANSYS与Matlab软件对器件的性能进行了仿真模拟和分析。理论结果表明：温度补偿后，温度变化±50K时测试误差为0.2%，400A、2000A电流下的灵敏度分别为0.001dB/A 与0.09dB/A, 说明了基于MEMS技术的光学电流传感器具有一定的研究价值。     

基于HCPL-7840的电流传感器设计

设计并实现了一种基于光电隔离器HCPL-7840的电流传感器,该传感器采用一片高精度,低阻值的采样电阻采集大电流信号,然后通过HCPL-7840及一系列运放,将之转为电压信号,该电压信号正比于采集的电流信号.实验表明该传感器具有较高的精度,适用于一些需要采集大电流信号的场合.     

基于无线传感网技术的LED隧道照明监控系统设计

针对目前隧道照明工程的需求,设计了一种基于无线传感网的高效节能LED隧道照明在线智能监控系统.该系统可在不同隧道段组成单个无线局域网络,并通过GPRS与远程监控终端的无线数据传输,实现LED隧道照明的远程实时在线自动监控.系统主要由控制终端、通信单元和监控中心等部分组成,详细介绍了系统的软硬件设计及实现.该系统改变了传统隧道照明系统分散就地控制模式,大幅提高了系统控制的自动化水平.     

基于电流激励信号的数字电导率传感器设计

设计了一种基于电流激励信号的石墨四电极电导率数字传感器.微控制器的数模转换器DAC产生特定频率的正弦电压参考信号,该信号通过改进型How land电路转换成精密电流激励信号.采用石墨四电极电导率传感器配合高输入阻抗仪表运算放大器AD8220,极大程度减小了电极的激化效应,提高了测量精度.在电流激励输出端和仪表运算放大器...     

磁势自平衡回馈补偿式直流传感器难点研究

磁势自平衡回馈补偿式直流传感理论是在电抗器磁势自平衡原理与差值电流回馈补偿原理的基础上,将两者相结合而形成的一种新的传感原理与方法。为了实现基于该原理的传感器,本文首先对磁势自平衡回馈补偿式直流传感器模拟样机的工作过程进行简要介绍,重点研究分析了模拟样机线路中纹波感应干扰信号的影响及其传感器输出信号误差处理的问题。模拟样机的大量实验验证了磁势自平衡回馈补偿式直流传感理论正确性的同时,又暴露了模拟样机设计的局限性。被测直流磁势在1500～9000AT内时。通过简单的线性化处理可使模拟样机的输出误差控制在0．1％左右。     

基于谐振式MMC的直流变压器设计

针对高压直流电网中不同电压等级的变换需求,设计了基于谐振式模块化多电平变换器(MMC)的直流变压器.分析了谐振式MMC直流变压器的工作原理和性能.研究了在不同的调制策略下,谐振式MMC直流变压器的各种运行模式,以及对应实现的电压变比.为了对谐振式MMC直流变压器进行全面的研究,提出了一种新型的调制方法,其具有灵活的变比...     

一种新型传感结构的光学直流电流传感器

分析比较了多种直流大电流测量方法,指出直流测量设备高压侧无源化是未来高压测量设备的发展趋势。针对传统块状玻璃型电流传感器传感头加工难度大、直流解调算法难以精确解调出法拉第旋转角的缺点,采用一种基于双光源双输出条形传感头的新型无源式直流电流传感器。这种结构降低了传感头制作及加工难度,在双通道光路、电路不对称的情况下,能够将与被测电流成正比的直流信号从直流本底光强信号精确解调出来。试验结果表明,在300 ~3 000 A范围内,测量准确度优于0.5%,在光功率波动达25.2%、双光路光功率不对称度为34.2%的情况下,双光源双输出传感器相对误差变化范围为-0.4% ~ +0.42%,远高于相同测试条件下单光源双输出传感器的性能。     

Giant Magnetoresistance and Its Sensor Applications

Current status is addressed for spin polarized transport such as spin-dependent scattering and spin-dependent tunneling in artificial structured magnetic thin films. The main points discussed include the physical origin of the giant magnetoresistance (GMR) and various GMR materials. The applications of the GMR to magnetic sensors such as read heads for ultra high density magnetic recording are also discussed.     

采用晶体劈和成像检测模式的光学电流传感器设计

传感器技术是大数据技术在电力系统应用的基础,而现有光学电流传感器(optical current sensor,OCS)基于马吕斯定律采用光强检测模式实现对法拉第旋转角的测量,导致非线性测量、动态范围小、易受线双折射和温度影响等问题。该文提出一种用晶体劈将法拉第旋转角转换为条纹的位移,并通过数字图像采集单元测量位移量,实现法拉第旋转角大范围线性测量的OCS设计方法。实验结果表明,相比传统光强检测模式,采用成像测量模式可使OCS具有光功率无关性、动态测量范围大、线性测量等优点,同时降低了温度对测量结果的影响。