磁通门传感器的一体化与微型化

介绍了一种磁通门的传感器实用化技术。通过激励源与磁通门的一体化适配设计与微型化结构设计，新型传感器灵敏可靠，尺寸紧凑。由此，解决了μＴ－ｍＴ级弱磁场测量的一些应用问题。     

三分量磁通门传感器水平修正方法

三分量磁通门传感器是磁场测量中普遍使用的仪器,磁传感器的测量坐标系由三个正交的螺线管确定,但是这种传感器的测量坐标系的水平坐标平面通常不平行于其基座水平面,这样一个倾斜的测量坐标系会带来测量误差.为了解决这一问题,提出了采用共轭梯度优化的方法求解水平修正参数,进而修正由坐标系不水平带来的误差的方法.采用该方法计算了某一三分量磁通门传感器的水平修正参数,经过修正后的传感器,其性能得到了明显改善.     

基于磁通门原理的零磁通交直流大电流传感器

文中基于磁通门技术和零磁通原理研究了一种交直流传感器。其利用聚磁环将一二次电流产生的磁场聚集并叠加,通过嵌入在聚磁环内部的高灵敏度磁通门传感器进行磁场检测,再通过高增益高带宽的功率放大电路输出,形成与一次电流相对应的二次电流。一、二次电流在聚磁环中产生大小相等、方向相反的磁场,最终能使聚磁环中的磁场为零,一、二次电流安匝数相等。同时,采用两个对称分布在聚磁环两边的磁通门传感器,提高系统对外界磁场的抗干扰能力。文章对传感器进行了交流误差、直流误差、阶跃响应、频率特性等试验测试,结果表明其在交直流下均满足0.01级要求。     

微型磁通门传感器研究

介绍了一种新型的基于印刷电路板技术基础上制造的环形微型磁通门传感器的工作原理和结构.这种传感器由三层组成,上下两层用来制作铜板线圈,中间层用来制作25μm厚的高磁导率无定形铁磁薄芯.文中还研究了该传感器在不同的外部磁场方向下环形磁通门传感器输出电压和和磁感的函数关系.     

基于MEMS工艺的平行激励磁通门原理及仿真设计

介绍了一种平行激励MEMS磁通门的原理,并通过COMSOL多物理场仿真软件对其进行建模计及仿真分析,分别考察激励电流、被测磁场以及被测磁场频率对磁通门感应电压的影响。结果表明,感应电压二次谐波幅值随被测磁场的增高近似呈线性增大,磁通门磁场测量范围大于±100μT,频带范围大于DC～10 kHz,感应电压二次谐波幅值随激励电流的增大先增后降,最佳激励电流为37 mA,此时磁通门的感应电压最高,灵敏度最大,达1556.4 V/T。     

实现磁性检伪的智能磁通门磁力辨别仪的设计与分析

本文简单地叙述了磁通门探头的工作原理，对智能磁通门磁力辨别仪的系统设计作了较详细的分析和讨论，同时对磁性检伪和相关辨识进行了定性介绍。     

基于磁通门传感器的铁磁探测系统设计

在核磁共振检查前需要进行无磁化确认,针对核磁共振检查所处的环境背景磁场复杂、干扰较多,系统出现误报警高、探测失效等问题,设计了基于磁通门传感器的铁磁探测系统。系统使用二次谐波法测量磁场信号,设计模拟电路进行信号相敏检测。通过积分反馈提高闭环系统的线性度和抗干扰性,探头工作在稳定的状态。采用卡尔曼滤波对背景磁场和磁异信号进行处理,提高信号信噪比,同时设计能量检测器对磁异信号进行检测。试验测试结果表明,系统在核磁共振室外复杂磁场环境可以减少设备工作时的误报警,有效探测出铁磁性物质。     

数字正交基模磁通门传感器电路

正交基模磁通门相比传统平行激磁二次谐波磁通门具有宽频带、低噪声、小体积的优势。为满足地磁导航、电磁跟踪等领域的应用要求,进一步增大响应带宽,建立了数字正交基模磁通门传感器仿真模型,搭建了由高速ADC、FPGA、高精度DAC组成的硬件电路,采用了磁通门信号数字处理的方案,开发了相关FPGA程序,验证了数字解调方案的正确性和可行性。经测试,数字正交基模磁通门传感器带宽达到15 kHz,具有明显优势,同时在正交补偿、增益校准等智能化方面展现了良好的前景。     

一种测量漏电流双磁芯磁通门探头研究

主要研究一种基于磁通门测量原理的漏电流电流传感器的工作原理。该电流传感器检测探头由两个完全相同的磁芯组成,其中一个利用磁通门原理测量直流信号,另一个利用电流互感器原理测量交流信号。对基于电流传感器探头的磁芯特性及参数进行了详细的研究与设计。     

基于磁通门的光伏电流汇流装置校准方法

光伏汇流箱是光伏发电系统的核心设备之一,其有效减少了光伏阵列与逆变器之间的连线。汇流箱的电流测量精度以及电压等状态的监测准确度是光伏发电系统控制的关键。采用霍尔传感器的汇流箱设备,在环境温度变化较大时,其电流测量精度不能满足光伏发电系统要求。为了克服汇流箱易受温度影响的缺点,本文设计了以霍尔电流传感器、高精度磁通门芯片和低功耗单片机PIC16F1947为核心的光伏电流汇流装置;为了提高电流测量精度,本文还提出了以最小二乘法为基础的双点逐次修正插值法。最后,通过仿真实验验证了设计和方法的有效性。     

Energy harvesting MEMS device based on thin film piezoelectric cantilevers

A thin film lead zirconate titanate Pb(Zr,Ti)O₃ (PZT), energy harvesting MEMS device is developed to enable self-supportive sensors for in-service integrity monitoring of large social and environmental infrastructures at remote locations. It is designed to resonate at specific frequencies of an external vibrational energy source, thereby creating electrical energy via the piezoelectric effect. Our cantilever device has a PZT/SiN_x bimorph structure with a proof mass added to the end. The Pt/Ti top electrode is patterned into an interdigitated shape on top of the sol-gel-spin coated PZT thin film in order to employ the d ₃₃ mode. The base-shaking experiment at the first resonant frequency of the cantilever (170 × 260 μm) generates 1 μW of continuous electrical power to a 5.2 MΩ resistive load at 2.4 V DC. The effect of proof mass, beam shape and damping on the power generating performance are modeled to provide a design guideline for maximum power harvesting from environmentally available low frequency vibrations. A spiral cantilever is designed to achieve compactness, low resonant frequency and minimum damping coefficient, simultaneously.     

一种适用于大体积弱磁材料磁导率测量的方法

磁导率表征着磁性材料基本的电磁物理特性,是磁性材料的重要参数之一。对于高磁导率（相对磁导率μr>100）材料,测量其磁导率的方法比较成熟,多采用加工成闭合环行铁芯,在其上缠绕线圈、施加激励电流,进而测量感应电压并再换算的方法确定。而对弱磁材料（相对磁导率μr在1附近）磁导率的测量,则需要设计特殊的磁化装置,对其特定形状的样品进行测量。本文针对已有弱磁材料磁导率测量方法因需要取样,会改变被测弱磁材料磁特性的问题,提出了一种无需机械加工弱磁材料样品、不会造成被测弱磁材料磁特性改变、适用于大体积弱磁材料磁导率测量的新方法。以有限元仿真分析计算,确定了该测量方法的适用范围及可能的主要误差来源,验证了它的合理可行性。     

基于面阵CCD的聚乙烯薄膜缺陷检测方法研究*

电线电缆是现代经济及国家建设正常运转的基础保障,也是与人们日常生产生活息息相关的产品。电缆料,即绝缘及护套用塑料,是电线电缆产品的重要组成部分,其质量及性能直接影响电气设备的安全性及可靠性。的聚烯烃薄膜是典型的电缆绝缘材料,具有相对密度小、耐腐蚀性强、耐水性好等特性。然而,薄膜加工过程中会在表面产生的微小凸起,形成缺陷,这是引起电缆局部放电的主要因素。因此,及时准确地检测及控制表面凸起,对电力安全至关重要。以聚乙烯半导电屏蔽膜为研究对象,采用面阵CCD图像传感器摄取微小凸起的原始图像,运用形态学图像处理方法获取微小凸起的特征信息,基于八邻域连通检测原理设计算法实现缺陷的提取与标记,最终依据三角形原理计算获得微小凸起的高度和体积。实验结果表明,该检测方案是完全有效的。     

基于峰差法的磁通门磁探仪的研制

研究了一种基于峰差法的磁通门磁探仪系统。该系统由A Tmega8L单片机产生数字方波激励信号直接驱动磁通门探头,改善了传统RC模拟激磁电路的稳定性问题;用结构更加简单的峰值检波电路取代传统复杂的谐波法电路,简化了电路设计,并降低了系统功耗;采用16位专用ADC对磁通门输出信号进行采样,保证了系统的分辨率;为进一步控制系统温漂,增加了温度检测补偿模块。实验结果表明,该系统实现了预期功能,性价比较高,具有良好的推广价值。     

基于IMU旋转的MEMS器件误差调制技术研究

MEMS惯性器件低信噪比和漂移大成为影响其应用范围的主要因素,提出基于惯性测量单元(IMU)转动的MEMS器件误差旋转自补偿方法。将MEMS输出信息利用小波降噪技术进行预处理,以此消除旋转调制方案不能自补偿的随机噪声信号并提高器件输出信噪比,分析IMU转动方案下的误差调制原理并探讨旋转调制的工程可实现性。搭建MEMS转动实验环境并开展降噪与IMU静止和转动条件下的导航实验,结果表明,采用旋转状态下的MEMS惯导系统可有效地提高系统自身测姿和定位精度。     

浅析MEMS传感器在智能家居领域的应用

随着物联网技术的发展,智能家电已进入千家万户,从大到一台冰箱,小到一个开关的智能设备构成了智能家居体系.物联网使智能家电能通过互联网连接进行信息交换,智能家电感知外部世界获取信息则是通过传感器实现的.当前智能家居领域的应用场景不断细化,对传感器的尺寸、功耗、价格有了更高的需求.以下介绍MEMS传感器的技术及应用、MEM...     

基于MEMS传感器的船载天线振动监测系统研究

针对传统结构振动监测系统存在设计复杂、体积大、功耗高等问题,设计一种基于MEMS传感器的船载测控系统天线结构振动监测系统,提出了一种多节点、远距离结构振动监测系统设计方案,并结合振动传感器选型、振动监测系统软件设计和硬件设计三方面进行了研究。该系统可完成对振动信号的实时采集与分析,并已成功应用到船载测控系统天线振动信号检测中,满足系统指标要求,为船载测控系统天线进行故障诊断和维修奠定基础。     

软磁铁氧体磁性测量技术及其发展

讨论了软磁铁氧休瓣Ｂ－Ｈ特性、低磁通密度及高磁通密度下的交流磁特性测量技术中的许多值得注意的问题,并讨论了一些测量技术的发展方向。