利用峰差法的一种新型磁通门磁强计

本文介绍了利用峰差法原理制成的磁通门磁强计的基本原理、技术特性及在探头结构和电路方面的特点。产品外形见内封２。     

磁通门探头磁心的测试

采用昂贵的磁性材料测试仪难以测量的磁通门传感器心等细微磁性材料的磁特性,而采用数字存储示波器的测量方法可以简便,实时地画出其磁滞回线,并且曲线参数的读取,存储,记录也很方便,此测量系统测量材料磁感应强度的不确定度小于８％,其测量磁场强度的不确定度小于１２％。     

一种消除双探头磁通门磁强计在磁场测量中邻频干扰的方法

风云四号卫星A星搭载高精度磁通门磁强计,是国内首次对地球同步轨道开展高精度磁场探测。仪器采用双探头梯度法测量消除卫星本体的剩磁,实现高精度、高可靠性,双探头共用电子学箱减轻了仪器重量。但由于双探头磁强计各自采用独立同频频率源,带来了双探头同时工作时的邻频干扰问题。该文分析了邻频干扰产生的原因,比对了几种削弱电磁波空间辐射影响的方法及可行性,最终采用扩大频率源的频差,在信号处理中增加二级有源低通滤波的处理方法。实验结果表明,该方法能够将邻频干扰噪声幅度衰减2个数量级以上,满足任务需求,从根本上解决磁通门磁强计双探头梯度法测量方案中的邻频干扰问题。     

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。     

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。     

MEMS薄膜磁通门传感器的制作与特性

首先论述了微型平面磁通门传感器的原理和结构,在此基础上,详细介绍了基于微机电机械加工技术( MEMS)的集成磁通门传感器探头的制作过程(包括溅射、电镀、光刻、反应离子刻蚀(RIE)等).分别采用高磁导率、低矫顽力的Co基非晶合金带材以及坡莫合金作为磁心制成磁通门探头.测试结果表明,在40kHz激励频率下,带材磁心探头的工作范围为±75μT,而坡莫合金磁心探头为±60μT,灵敏度分别为31.07V/T和23.76V/T.结果基本可以满足地磁场±60μT的测量要求.     

一种新型的矫顽力测试仪

本文介绍用单探头磁通门磁强计作为矫顽力测试仪的指零仪，从而简化了仪器结构，而且可以消除由于采用双探头磁通门磁强计引起的不对称性和漂移对测量带来的误差。文章介绍了测试仪原理、技术指标及其应用。     

三分量磁通门数字磁罗盘研制

介绍了一种三分量磁通门数字磁罗盘系统的设计.基于磁罗盘利用地磁定向的基本原理,以磁通门传感器与双轴倾斜角传感器为核心,运用Atmega16L微处理器直接产生数字方波激励信号驱动磁通门探头,以峰值检波法提取磁通门信号,改善了传统RC模拟激磁电路的稳定性问题;通过采用三通道16位ADC对磁通门输出信号进行采样,并直观地输出...     

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.     

单绕组单磁芯磁通门的设计

介绍了一种新型的单绕组单磁芯磁通门元件，定量地分析了工作原理，测磁灵敏度及设计方法，最后，简单地讨论了这种新型磁通门元件在弱磁检测中的一个应用实例。     

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.     

环形磁通门的非线性误差及补偿技术

磁通门技术被广泛应用于低频微弱磁场领域,尤其是地磁场的测量.地磁的精确测量要求磁力仪具有极小的误差,目前国内外关于磁通门误差的补偿研究主要针对于比例因子误差、零偏和非正交误差,对非线性误差的研究比较少.利用软磁材料的磁化曲线函数可由多项式拟合的特性,建立了环形磁通门传感器的非线性误差模型,并提出了非线性误差补偿方法.通过实验对一维环形磁通门传感器的非线性误差进行矢量补偿,取得了显著效果.     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于计算流体力学的非晶合金轴向磁通永磁电机冷却系统设计

采用一种新型材料——非晶合金作为轴向磁通永磁(AFPM)电机的定子铁心。研制非晶合金和硅钢片两种材料的定子铁心,对其损耗特性进行对比,实验数据显示非晶合金替代常规硅钢片作为电机铁心,能够降低电机的铁耗,但是同时由于高频率的选择使得电机转子部分等损耗有所增加。为进一步提高非晶合金轴向磁通永磁电机冷却效率,优化电机设计保证电机的安全运行,对该类电机的冷却系统进行设计。研究四种冷却结构并建立相应的三维流体场数学模型和物理模型,基于计算流体力学(CFD)理论基础,通过有限体积法,在相同的计算条件、网格划分前提下,研究四种冷却结构的热特性和流动特性。优选出螺旋型结构并对其进行具体尺寸参数设计,最后对无隔水板和螺旋结构进行温升试验。试验结果表明,螺旋结构的绕组和转子冷却效率高出无隔水板结构33.1%和26.5%,为该类新型材料的永磁电机冷却结构设计及电磁方案优化提供了指导。