结合磁场梯度测量的脉冲调制涡流检测关键技术研究

脉冲调制涡流(PMEC)检测技术是一种新型脉冲涡流(PEC)检测技术,研究发现,该技术相较传统PEC检测技术在金属构件缺陷检测和评估中具有优势.通过集中研究PMEC检测技术与磁场梯度测量(GMFM)技术的有效结合,探究其在金属构件亚表面裂纹检测中的应用关键和技术优势.仿真分析了PMEC磁场梯度信号及其特征,以及金属构件亚表面裂纹PMEC检测的典型扫查曲线,探究和比较了缺陷检测灵敏度.搭建了试验系统,试验进一步验证了仿真分析结论.研究表明:磁场梯度测量与PMEC检测技术相结合,可有效增强亚表面裂纹的检测灵敏度约10％.     

空间磁场的测量

介绍空间磁场测量和人类生活各方面的密切关系;空间磁场的特点和测量依据;空间磁场测量的常用设备及其校准方法。为正确选用仪器和空间磁场测量工作提供帮助。     

交变磁场测量的研究进展

通过对磁场的种类和相关测量理论及方法分析,归纳了当前国内外交变磁场测量方法以及测量传感器和仪器的研究现状。针对医疗仪器等行业的需求,指出中频强磁场和空间点磁场测量方面的一些难点和取得的进展,介绍了最新研发的中频强磁场测量仪。最后分析了磁场测量技术的发展趋势,随着磁场测量应用的范围和各种要求的提高,测量磁场的频率、强度和空间分布变得越来越重要。     

通过反馈随动机构改善霍尔传感器位移测量范围

霍尔器件可用于微位移测量,但实用时要设计复杂的磁路以保证在测量范围内为均匀梯度磁场.通常只能测1 mm左右的位移,这限制了其应用范围.采用反馈随动机构带动霍尔传感器跟踪被测体的位移,从而大大扩大了位移的测量范围,且不需要在测量中保持均匀梯度磁场.     

非均匀磁场电磁流量计磁场的计算与分析

在非均匀磁场电磁流量计原理的基础上,利用matlab解出了励磁线圈的截面形状,并通过ANSYS对励磁线圈的磁场进行仿真,结果表明所求解的励磁线圈所产生的磁场符合非均匀电磁流量计的要求。     

交变磁场测量系统中磁传感器的设计

阐述了交变磁场测量(ACFM)系统中磁场传感器的检测原理，并在此基础上，根据被测磁场的变化特点，设计了一种可实现空间“点”磁场测量的传感器。通过对磁场的实际测量结果和理论计算值的比较，说明该传感器能实现对“点”磁场信号的准确测量。     

直线激光位移传感器测量物体三维位移的方法

讨论了利用直线激光位移传感器测量物体三维位移的方法,规避了常规三维位移激光传感器测量范围小、价格昂贵等问题,根据不同的情况讨论不同的测量方法,具有安装灵活、部署简单、价格相对便宜等优点,具有一定的研究价值。     

利用三载流方环进行均匀磁场仿真

为实现较大范围的高精度三分量均匀磁场的仿真,解决圆环实现较困难的问题,对利用三正方形载流线圈仿真均匀磁场进行了研究.通过对正方形线框的标量位按直角坐标的幂展开式进行分析和数值计算,给出了利用共轴三正方形载流线圈仿真均匀磁场的最佳参数.利用Matlab仿真该参数,显示其可以在相当范围内实现精确的均匀磁场.在此基础上建立了一个三分量的均匀磁场模拟实验系统,实验结果表明该方案可以实现较大范围高精度三分量均匀磁场仿真.     

高分辨率位移测量系统的研究

1引言位移测量是各种测量的基础，利用单膜光纤干涉仪测量位移，是当前世界各国科技界的研究热点之一，由于它具有以下优点，所以得到世界各国的高度重视。（1）分辨率高，例如光纤位移传感器，其灵敏度在理论上为10－13m。（2）为无源器件，对被测对象不产生影响。（3）频带宽，动态范围大，且对许多物理量都敏感。（4）光纤是电介质，绝缘体，耐高压，耐腐蚀，能在易燃、易爆的环境下可靠运行。（5）光纤传感与光通讯、光计算、光存储等技术兼容，是一种极有发展的传感技术。为此，我们研制出了高分辨率的光纤位移传感测量仪，现已通过专…     

基于球形内检测器的管道内磁场测量

球形管道内检测器在管道安全检测领域具有十分广阔的应用前景,但其在滚动过程中测得的磁场信号呈周期性,无法直观反映管道内磁场分布情况,给识别焊缝和计算管道走向带来了一定的困难。针对此问题本文推导了滚动坐标系下球形内检测器测得的磁场与管道内平动坐标系下磁场之间的数学关系,并利用处于同一滚动坐标系下的加速度信号构建了转换模型,然后设计实验和算法验证了模型的正确性。实验结果表明,平动磁场的计算值和实测值在数值大小和变化趋势上均吻合良好,误差绝对值的平均值基本不超过1μT。     

基于钴基非晶丝的数字弱磁场检测仪

介绍了一种数字式新型弱磁场检测仪。其传感器是利用对磁场具有高灵敏度的钴基非晶态合金丝作为敏感材料,并采用单磁芯双绕组结构、多谐振荡桥励磁,它是一种体积小、性能高的新型磁场传感器。设计了传感器信号调理电路及测量仪的硬件电路,并给出了实验结果。结果表明:该仪器能够检测-200~+200 A/m范围内的静态微弱磁场,在室温环境下,测试精度优于0.5%。     

基于光场耦合的时栅位移传感器设计

为了实现制造成本低、易加工、高精度的位移测量,设计了一种光场耦合式的时栅位移传感器.介绍了利用基于交变光场的两路驻波合成电行波信号,并通过鉴相的方式实现空间位移转换的测量原理;完成了传感器的结构设计,给出了传感器的系统框图,具体分析了信号处理电路的功能.实验结果表明:光场耦合式的时栅位移传感器在108 mm范围内误差为±0. 5μm.     

基于霍尔传感器的高准确度磁场测量方法

霍尔传感器的测量准确度容易受到安装工艺和环境温度变化的影响。介绍了几种提高霍尔传感器的磁场测量准确度的方法:零位误差补偿法,温度误差补偿法和电压比测量法。其中电压比测量法不需恒流源电路,可以有效地减小环境温度变化所引起的磁场测量误差。试验表明:采用电压比测量法进行磁场测量,其准确度可以达到0.5%以上。     

Design of novel deformable mirror with large displacement

A stabilized zoom system with deformable mirrors (DMs) was designed for continuous optical zoom. In order to adjust the focal length and expand the field angle, the characteristic surface shapes of the DMs composed of the low-order and high-order Zernike polynomials were provided. The maximum peak-to-valley (PV) value at the center of the surface shape is 80 μm. This work presents a piezoelectrically-actuated deformable mirror (PADM) with large displacement for a stabilized zoom system. The COMSOL simulation was conducted to obtain the desired design by matching and optimizing structural parameters. The maximum displacement of PADM was more than 80 μm. The fitting results by the steepest descent algorithm (SD) showed that the RMS values of the residual surface shapes were 1 of 7 to 1 of 4 of their PV values, and the PV values of the residual surface shapes were less than 1 of 10 of the PV values of the target surface shapes.     

基于SoPC的双频激光回馈位移测量系统设计

介绍了一种基于SoPC的双频激光回馈位移测量系统的实现方法。该系统利用双频激光回馈理论和数字细分电路,对两路正交的光回馈信号采用五细分和四细分电路相结合进行细分处理,解决了单偏振光测量位移分辨率不高的问题。实验证明了本系统的可行性,精度达到了0.791 nm,是一种应用很好的位移测量系统。     

地磁传感器在弹载测试系统中的应用

介绍了地磁传感器的工作原理、结构及其在弹载测试系统中的应用,针对弹载测试的特殊性,设计了一种基于薄膜线圈式地磁传感器的弹载测试系统,该系统具有误差不随时间积累、可靠性高、响应速度快等优点,简述了弹载测试系统的工作原理、系统硬件结构及薄膜线圈式地磁传感器的信号调理电路,经过实弹测试验证,该地磁式弹载测试系统能准确测量弹丸的加速度和转速的实际飞行参数。     

差动变压器式电磁轴承位置检测传感器研究

转子位置的检测精度直接影响电磁轴承的控制精度。介绍了不同类型位移传感器的基本原理和特点,根据电磁轴承系统对位移传感器的特殊要求,以及差动变压器式传感器的输出电压有效值与气隙变化量成线性关系的优点,选择其作为电磁轴承系统的位置检测传感器。并采用专用芯片AD598构成信号处理电路,提高其性能。     

基于 NI CompactRIO 的多通道磁场采集系统的设计与实现

针对磁法勘探、地磁导航等不同技术领域的地磁测量需求,提出了一种多传感器模块化采集方案,构建了基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统.系统整合了光泵磁力仪,磁通门磁力仪,惯性导航模块以及GPS模块,可满足不同情况下的实验需求.为了解决多传感器组件同时采集时数据无法同步的问题,提出了基于GPS的同步授时技术以保证数据的有效性.利用插值计数器实现了数字倒数插值测频法,在铯光泵磁力仪有效输出范围内,磁测分辨率优于0.006 nT.在吉林大学电磁屏蔽室中,对系统噪声水平进行了评估,评估结果表明采集系统的PSD为7 pT/Hz@1 Hz,符合设计要求.最后在长春南湖和内蒙古桃合木苏木两个实验场地应用采集系统,验证了系统在野外恶劣环境下能够稳定工作,并高效地完成采集任务.     

Design of a low‐cost 1‐20 GHz magnetic near‐field probe with FR‐4 printed circuit board

An ultra‐wideband magnetic near‐field probe based on a conventional low‐cost four layers of FR‐4 printed circuit board is proposed in this article. It can be used to measure the magnetic near‐field strength from RF magnetic sources or electronic devices for EMI conformance test. The operating frequency of the probe is from 1 GHz up to 20 GHz. The probe is constructed based on a coplanar waveguide and stripline with a short‐end loop. The probe dimension is 10 mm × 25 mm × 0.6 mm. The prototype probe is electric field‐shield structure and has a very high unwanted electric field suppression ratio about 17.7 dB. The probe calibration factor from the simulation agrees well with the calibration factor computed from the measurement. The average probe factor is 38.8 dBS/m and probe sensitivity is 47.4 dB μ A/m.