RMS-I型磁定位系统的研制和应用

磁场测量定位装置是蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）的关键设备,为了精确定位提高采集率,设计出RMS-I型磁定位系统,主要由精密磁场发生源、三轴磁场探测器、信号传输系统及地面解释计算软件组成,详细分析了各部分相关设计及原理,介绍了系统的详细性能参数,通过对该系统进行现场应用试验,结果表明,RMS-I型磁定位系统的测量精度达到国外同类仪器先进水平,为我国油田技术的高效开发提供了技术保障。     

基于磁光晶体的光纤三维磁场传感器研究

光纤磁场传感器具有抗干扰能力强、小型化、低成本等技术优势。为了实现对空间磁场矢量的测量，基于磁光晶体提出了一种光纤三维磁场传感器。然后，设计和构建了光纤三维磁场传感器传感探头，搭建了光纤三维磁场测量系统。分析基于磁光晶体光纤三维磁场传感器的非正交误差，通过对基于磁光晶体的光纤三维磁场传感器三个传感单元两两夹角的准确测量，对系统三轴非正交误差进行标定补偿。实验测试装置利用一对通电线圈构建一维磁场对光纤三维磁场传感器系统进行三维正交标定，三轴标定精度分别为0.19°、0.26°和0.22°。实验结果表明，该基于磁光晶体光纤三维磁场传感器可实现0.2μT磁场强度分辨率和0.5°角度分辨率的磁场矢量测量。     

量子磁场测量技术在生物磁场成像领域的应用现状与产业趋势

量子磁场测量技术可实现磁场测量灵敏度的跨越式发展,近年来成为世界各国及地区的研究热点。首先对量子磁场测量技术的发展进行了简述,然后介绍了量子磁场测量技术在生物磁场成像领域的应用,最后分析了量子磁场测量技术的两大重要应用方向(心磁图仪和脑磁图仪)及其产业现状和未来发展趋势。     

光纤弱磁场测量传感器

本文分析了用磁致伸缩材料组成干涉仪式的光纤弱磁场测量传感器的原理、特点、灵敏度和稳定度。从理论和实践上提出提高灵敏度和稳定度的方法。 光纤弱磁场测量传感器系统,是测量直流及低频弱磁场的光纤传感系统。     

磁探测定位在搜寻水下铁磁性物体中的应用

对于探测并定位水下铁磁性物体,高精度磁探测定位是目前最行之有效的方法。实际经验表明,当磁探测定位装置与磁性目标的距离大于3倍磁性目标几何尺寸时,可以把磁性目标简化成磁偶极子模型,通过空间上一批点的磁场测量数据,求出磁偶极子的磁矩以及分布位置,从而知道目标物体的具体位置。本文通过对原单点磁张量定位中利用磁场矢量及磁张量数据进行磁偶极子定位的方法进行改进,利用差分方法消除了磁场矢量项,有效地消除了地磁场及其它共模干扰,提出基于差分磁张量定位方法,进而设计出基于该定位方法的磁张量测量系统,具有较高的定位精度。     

一种方波调制的TMR磁场探测系统设计与实现

为了实现对磁场信号的高精度检测,利用隧道磁阻式磁传感器,设计并实现了一种精确分辨微弱磁场场信号的锁相放大系统。使用方波调制传感器输出信号,并利用Σ-Δ型ADC实现平均下抽取结构,抑制方波带来的高次谐波干扰,提高了ADC的有效分辨率,降低了系统运算量。通过理论与实验分析,验证了系统可以有效抑制噪声与温漂对测量精度的影响,并可精确标定nT级磁场。     

全保偏光纤地磁传感器

采用保偏光纤耦合器等保偏器件，搭建了马赫-曾德尔型保偏光纤干涉仪，在干涉臂中接入磁致伸缩材料粘附光纤结构的保偏光纤磁传感探头，通过磁致伸缩效应探测地磁场引起的光纤中的相位变化，建立了保偏光纤地磁场传感器实验系统，实现了稳定的磁场检测。实验分析了系统相位信号随磁场变化的特性以及频率响应特性，为系统选择适当的交流磁场进行直流磁场检测提供了依据，结果表明该系统最小可检测到1nT量级的磁场。实验测量了地磁场矢量在水平面各方向上的分量大小，得到的实验结果与理论值吻合得较好，证明该系统能够用于基于地磁场测量的定向导航。     

永磁Wiggler磁场的设计和小周期数装置的实验

Wiggler磁场是自由电子激光器的重要组成部分。根据计算分析和自由电子激光器的总体设计要求,提出了Wiggler磁场的设计考虑。研制出小周期数装置,在改变磁隙、周期、磁块尺寸以及材料的情况下进行了测量,同时测量了磁场的正弦分布。结果表明,设计并研制的小周期数Wiggler磁场满足总体要求,可用于自由电子激光器。     

定位技术中基于 FPGA 的 TDC 电路设计与实现

分析及对比了各种定位方法和时间间隔的测量方法,针对室内定位系统,采用了到达时间差法（TDOA）来定位。设计了一种基于FPGA 的延时链内插型时间数字转换（TDC）电路,采用Xilinx公司的Spartan‐6系列FPGA实现这一设计。整个T DC系统分为精细时间测量模块、逻辑控制模块、粗计数器模块以及数据显示模块。首先介绍了室内定位技术和TDC的研究现状,然后描述了TDC的系统框架和每个部分的原理与设计,重点讲述了精细时间测量模块的设计,最后给出了仿真结果和TDC系统的实测结果,时间间隔测量精度小于200 ps ,满足室内定位系统的需求。     

基于SOI衬底的一种新型磁敏晶体管研究

设计了一种基于SOI衬底且由新型磁敏晶体管组成的磁敏测量电路。理论分析了n^＋-π-n^＋晶体管基区长度大于载流子有效扩散长度Leff时的磁灵敏度。该磁敏晶体管可应用于磁场的测量,实验结果表明在磁场B=0．1T时,这种新型结构给出高的磁灵敏度即△Ic/Ic≈20%,并且有很好的电控制特性。该磁敏晶体管的槽形复合区采用MEMS技术制造。     

基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感研究

将磁致伸缩材料粘贴单模光纤构成的光纤磁传感探头接入Sagnac光纤环的一端,外加交流磁场将探头周围的直流磁场加载到4.9kHz的高频信号上,建立了基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感实验系统.采用锯齿波相位调制的方法,将干涉仪系统相位偏置在π/2附近,通过测量所加高频信号的幅度,实现了对直流磁场的测量.实验得到系统信号稳定性为0.4%,磁场分辨率为4.3nT,并给出36.75g铁块经过磁传感探头时系统的响应信号.     

磁传感器

磁传感器对于许多测量问题提供了独特的解决方案,如电流测量、接近测量、线速度或角速度测量、罗盘、磁异常检测、角度、位置或位移的测量等等,了解磁传感器技术的内容和与之相适应的应用,可帮助我们选择确定应用磁传感器的最佳方案。 磁传感器用来检测一个磁场的存在,测量磁场的强度,确定磁场的方向,或确定磁场的强度或方向是否有变化。磁传感器可用来检测静止的或运动的铁磁物体如轿车、卡车或火车;门或门闩的关闭,如飞机的舱门;物体的位置,如键盘上的按键;发动机中轴的旋转运动;物体的位置,如阀门轴或机械手;虚拟实景的轨迹跟踪或运动控     

一种动磁场磁测系统实现方法的研究与应用

介绍了一种高频下集动磁场的产生、测量、控制于一身的动磁场综合磁测系统的实现方法,较好地解决了传统磁测方法在破坏性和非实时性等方面的缺点。该系统实现的难点及核心部分是高频交流动磁场激励源的设计制作,设计中充分利用了电力电子技术的发展成果,使用全桥逆变电路组成激励源的功率放大电路,激励源的主控部分运用单片机与FPGA配合运行的方案,具有控制合理、监督管理的实时性强等优点。结尾给出一工程实例,较好地说明了该实现思路的可行性和具体的使用效果。     

核磁共振陀螺横向补偿磁场优化设计

核磁共振陀螺作为目前世界上体积最小的导航级陀螺,已受到国内外的广泛重视。核磁共振陀螺通过检测磁场中原子核自旋进动频率的改变确定载体角速度,其陀螺精度与磁场的均匀性、稳定性密切相关。导航级核磁共振陀螺需要飞特级磁场环境,高效磁屏蔽一般仅能完成5～6个数量级的磁抑制,还需进行主动磁补偿。该文从核磁共振陀螺磁场分布的理论分析出发,通过数学计算和计算机仿真,分析和研究了横向磁补偿系统的磁场分布,并对横向磁补偿线圈进行了优化设计。设计的核磁共振陀螺横向磁补偿系统磁场均匀性较优化前提高约13倍,满足了核磁共振陀螺的使用需求。该工作为核磁共振陀螺仪设计和制造提供了一定的理论依据和参考价值。     

基于无人机的区域地磁场测试与校正技术研究

以天璇Ⅲ无人机作为飞行平台,设计了无人机遥感载荷存储设备,针对在测量过程中存在磁力仪误差和载体磁干扰的问题,提出了基于粒子群优化的磁场测量误差补偿方法。以三轴磁力仪测得的数据作为系统输入,利用粒子群算法对磁干扰补偿模型进行参数求解,得到目标信号磁场数据后,以光泵磁力仪测量的地磁场作为真实标量值进行对比。实验结果表明,采用粒子群优化的磁场测量误差补偿方法具有较高的补偿精度和一定的工程应用价值。     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料(GMM)和声表面波(SAW)谐振器构成的复合磁传感器,将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上,改变其谐振频率,检测谐振频率进行磁场测量。推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系,并对传感器的静态特性进行了测试。分析表明该传感器为低通系统,截止频率约为14.34Hz。实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190Hz/Oe。     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料(GMM)和声表面波(SAW)谐振器构成的复合磁传感器,将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上,改变其谐振频率,检测谐振频率进行磁场测量.推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系,并对传感器的静态特性进行了测试.分析表明该传感器为低通系统,截止频率约为14.34 Hz.实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190 Hz/Oe.     

加固型彩色CRT抗磁场干扰系统

介绍了加固型彩色ＣＲＴ显示器抗磁场干扰系统的设计方案，提出了一种基于自适应干扰对消器的抗磁场干扰方法－－有源自适应磁补偿法。分析了有源自适应磁补偿法的原则，描述了基于８０Ｃ２５１单片机的抗磁场干扰测控系统的硬件结构及软件组成。初步实验结果表明，该系统对外界磁场干扰的抑制能力大于３５ｄＢ。     

基于软磁材料提高磁传感器灵敏度的研究

针对微型磁传感器对弱磁场测量灵敏度低的问题,利用软磁材料对外磁场的集聚放大作用来提高磁测系统的灵敏度,重点针对T-形磁通集聚器的轴向磁场放大特性及影响因素进行了分析,并设计了相应的磁通集聚器并进行试验测试。试验表明所设计的Ｔ－形磁通集聚器具有很好的磁场线性放大作用,可用于提高弱磁场的测量精度,磁力线在磁通集聚结构 内部流动的过程中发生了磁通泄漏现象,Ｔ－形磁通集聚器对外部磁场放大了约21倍,磁通集聚器的相对磁导率及空气间隙与外部磁场的放大倍数都呈非线性的关系,结构的长宽之比与外部磁场的放大倍数呈单调递增关系,结构厚度对其几乎没有影响,该研究结果能够为磁通集聚器结构设计及优化方面提供一定的参考价值。     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料（GMM）和声表面波（SAW）谐振器构成的复合磁传感器，将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上，改变其谐振频率，检测谐振频率进行磁场测量。推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系，并对传感器的静态特性进行了测试。分析表明该传感器为低通系统，截止频率约为14.34Hz。实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190Hz/Oe。