基于ARM的低成本高分辨率磁通门磁强计

基于双铁心磁通门负反馈工作原理,设计了一种数字磁通门磁强计。利用可编程运算放大器实时调节磁通门输出信号的幅值,再经高速12 bit A/D转换成数字信号,用ARM微控制器完成相敏整流和积分运算,用高精度16 bit D/A输出反馈信号,构成闭环系统。实验测试表明,该磁强计的量程为±62 000 nT,分辨率为1.9 nT,线性度达到了2.4×10-4。采用可编程运放结合12 bit A/D实现16 bit分辨率的设计方案,降低了磁强计成本,具有工程应用前景。     

隧穿磁强计驱动电压的理论计算与实验验证

隧穿磁强计是一种利用量子力学中隧道效应原理研制的MEMS磁强计.在隧穿磁强计的性能参数中,驱动电压是一个很重要的参数,该值过大,可能会导致硅尖和对应电极相撞,该值过小,可能会导致不能将硅尖拉到规定的位置;本文通过对这种磁强计的质量弹簧系统进行力学分析,推导了弹性系数,根据设计尺寸计算了这种磁强计的梳齿驱动力和驱动电压的理论值,使用半导体测试仪测试了这种磁强计的实际驱动电压.结果表明:计算结果和测试结果较为一致.     

三轴磁强计转向差的自适应校正

三轴磁通门磁强计被广泛地应用于地磁和空间磁场的研究。利用三轴磁强计的输出向量来估计被测磁场的模量,会有转向差存在。转向差是由磁强计三个磁轴的非正交性、各通道定标比例系数的不一致性以及各通道的零点偏置引起的。要精确计算被测磁场的模,校正转向差,就必须估计出磁强计的上述参数。本文提出的校正方法对磁强计的参数进行估计,不需造价昂贵的专用设备。仿真试验及实测数据证明这些方法是行之有效的。     

基于交流反馈的光纤磁场传感器相位解调方法

针对光纤磁场传感器中相位解调的技术难题,研究基于闭环反馈的解调方法用于提高传感器的测量灵敏度和精度;在传感臂施加高频调制磁场,在参考臂施加低频相位调制信号;从理论上,推导出传感器的输出信号及各次谐波分量的幅值特性,选取相位调制信号的2倍频分量作为误差信号,经比例和积分运算后反馈到参考臂;借助Matlab/Simulink对闭环反馈控制方法进行仿真研究;仿真结果表明,闭环反馈控制方法比当前广泛采用的相位载波方法精度更高、抗噪声能力更强。     

原子干涉磁力仪信号对比度研究与分析

为了研究基于相干布居俘获原理的原子干涉磁力仪传感系统并对其进行变量控制分析,针对其传感系统建立数学模型以表示输入变量与输出信号间的关系,同时建立鉴频信号对比度关键变量数学模型,对其中影响程度较大的原子气室温度和激光器电流进行信号对比度实验.实验结果表明:鉴频信号的平均对比度在3%左右,与模型计算结果的量级相符,原子气室温度和激光器电流的变化对信号对比度的影响程度符合模型计算结果.实验还同时确定了传感器获得最佳信号对比度时的变量控制范围.     

基于原子磁力仪的高精度电流传感器

高精度电流测量对产生核磁共振陀螺中稳恒磁场具有重要意义,基于光泵原子磁测量方式的新型电流传感器实现了对电流的精确测量,可应用在各种高精度设备的校准及其他精密探测领域.这种新型的电流传感器,具有极高的线性度,通过实验表明,基于光泵原子磁力仪的电流传感器线性度最高可达0.00001％,性能优于其他电流传感器,解决了线性度低...     

SERF原子磁强计最新进展及应用综述

超高灵敏度磁场测量具有重要的科学和经济意义。利用原子自旋效应进行物理量的精密测量已成为近年来实验物理领域的一种重要手段,其中无自旋交换弛豫（SERF）原子磁强计因其具备的超高灵敏度而备受关注。碱金属气室是SERF原子磁强计的灵敏核心,原子源种类决定了其测量灵敏度的极限。将SERF原子磁强计的研究成果按照碱金属原子源分类总结,分析其研究方法,综述其研究进展以及在实际应用中所取得的突破,对SERF原子磁强计有待进一步拓展的方向和所面临的挑战进行展望,对该领域未来的研究有重要的参考意义与实用价值。     

航姿参考系统三轴磁强计校正的点积不变法

为改善航姿参考系统中三轴磁强计校正精度,提出了一种基于泊松模型以及矢量点积不变性的校正方法。该方法利用地磁场矢量与一辅助矢量的点积为常数,无需本地地磁场精确数据,能完全确定泊松模型中的12个补偿系数,并能同时实现三轴磁强计的坐标系对准。针对辅助矢量的不同选择对该方法校正结果的影响,在电子罗盘上进行了实验验证及讨论。实验结果表明,该方法可使电子罗盘航向误差均方值减小到0.1°。     

K原子磁力仪的发展

评述了近十几年来K原子磁力仪的研究进展,介绍了K原子磁力仪的工作原理、优缺点,以及相关的应用。提出了一种新型的脑磁图检测装置以及一种全新的基于K原子磁力仪的脑磁场检测方法。最后,在综述K原子磁力仪的基础上,对其应用前景进行了展望。     

Overhauser磁力仪初步设计

针对国产仪器功耗大、测量精度差、不稳定的问题,初步设计了基于overhauser效应的核子旋进磁力仪.该仪器将核的overhauser效应用到测磁中来,采用超低功耗单片机作为主控CPU,运用新型CPLD器件实现高精度频率测量.给出了overhauser磁力仪的工作原理、系统硬件框图及探头的配谐,设计了等精度测量频率方法,分析了测频精度误差,说明了程序设计内容及要点.结果表明:该磁力仪精度高、功耗低、稳定性强、功能丰富.