金刚石氮空位色心自旋传感技术

金刚石氮空位(NV)色心具有优异的室温量子特性、长相干时间、兼容微纳加工等优势,成为芯片化高精度传感器技术领域发展的新方向。基于金刚石NV色心量子效应的磁、电、温、角速度等多种物理量传感灵敏度已逐渐突破现有传感测量技术极限,在航空航天、深空探测、生命科学等学科领域应用越来越深入。本综述主要介绍金刚石NV色心量子传感机理、不同物理量传感器研究进展及未来发展趋势。     

姿态测试用磁通门磁强计的设计

简述了磁通门磁强计的工作原理，讨论了利用磁通门技术进行飞行体飞行姿态实时测量的磁通门磁强计姿态测试诉基本原理，探头和电路的设计方法，制作了三轴磁通门磁强计并进行了基础实验，证证了利用磁通门磁强计进行飞行体姿态测试的可行性。     

基于加速度计和磁强计的方位测量与校正技术研究

根据随钻测量的要求,描述了基于三轴加速度计与三轴磁强计测量钻具方位的方法,并针对铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差,提出了两种利用当地地磁场进行方位校正的方法--直接校正法和间接校正法,前者通过校正公式直接进行校正,后者通过循环递推逐次收敛于真实的方位.在原理分析的基础上,得出具体的校正算法,并通过数据仿真进行验证.结果表明,两种校正方法均能消除钻具干扰磁场的影响,获得准确的方位角,因此可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本.     

两种非屏蔽SERF原子磁强计实现方法及其比较

本文介绍了SERF(无自旋交换弛豫)态原子磁强计基本原理和检测方法,阐述了双光束交叉调制法和单光束分频调制法,这两种现有的地磁场下SERF态原子磁强计获得三轴磁场信息的检测方法.对两种方法在光路配置、零位偏置和灵敏度等方面的特性进行了比较,总结了双光束交叉调制法在y轴锁零控制方面存在的难度,得出了单光束分频调制的z轴方向灵敏度会随磁场减小而下降,同样导致锁零精度下降的结论.     

微型姿态解算系统的抗磁干扰算法研究

基于MARG传感器的EKF算法可以有效地抑制MEMS陀螺精度低及陀螺漂移较大等缺陷,为MEMS陀螺的广泛应用提供了有效途径.然而MARG传感器中的磁强计容易受到外界磁场干扰,从而对融合结果产生不利影响.基于MARG传感器组成的微型姿态解算系统,提出了一种消除外界磁场干扰的抗磁干扰算法,有效地对存在磁场干扰时的姿态解算融...     

加速度计/磁强计无陀螺捷联惯导姿态解算研究

针对无陀螺捷联惯导系统姿态解算随时间不断积累的问题,提出一种磁强计辅助无陀螺捷联惯导的组合方案,利用磁强计测量的地磁信息来修正无陀螺惯导系统的姿态角误差,提高了姿态角的解算精度。推导了磁强计输出和姿态角之间的关系,在此基础上提出了一种姿态优化算法,介绍了算法的基本原理;建立了误差四元数的姿态组合模型,并采用反馈校正完成动态条件下姿态的确定;最后对姿态误差角进行了仿真研究,仿真结果表明该方法有效地抑制了误差的发散。     

三轴磁强计对微弱磁信号的检测

三轴磁强计广泛地应用于磁信号的检测,但转向差的存在限制了对微弱磁信号的检测能力.在分析自适应权向量法原理的基础上,提出一种解决方案,显著的改善了自适应信号检测的信噪比,提高了三轴磁强计对微弱信号的检测能力.     

高温超导DC—SQUID平面式梯度计

在10×10mm     

超导磁屏蔽对高Tc-SQUID磁强计噪声的影响

在ＳｒＴｉＯ３（ＳＴＯ）双晶衬底上激光沉积ＹＢＣＯ超导薄膜,并光废成ＤＣ ＳＱＵＩＣ,在超导屏蔽和μ合金屏蔽桶两种情况下,测量了ＣＤ ＳＱＵＩＤ磁强计的噪声,前种情况下的噪声只是后种情况下噪声的三分之一。     

超导磁屏蔽对高T_c-SQUID磁强计噪声的影响

在SrTiO3 (STO)双晶衬底上激光沉积YBCO超导薄膜 ,并光刻成DCSQUID ,在超导屏蔽和 μ合金屏蔽桶两种情况下 ,测量了DCSQUID磁强计的噪声 ,前种情况下的噪声只是后种情况下噪声的三分之一。