雙磁路磁通門傳感器及磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的研究.pdf

1、磁場(chǎng)測(cè)量已經(jīng)深入到空間科學(xué)、國(guó)防科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、地球物理學(xué)以及工業(yè)探傷等各個(gè)領(lǐng)域，成為不可或缺的檢測(cè)方法。但由于磁場(chǎng)測(cè)量存在著信號(hào)微弱、易受激磁信號(hào)干擾等問(wèn)題，影響其具體應(yīng)用，為此，研究新型磁傳感器及檢測(cè)方法是十分必要的。
　　本文在研究了大量有關(guān)磁場(chǎng)測(cè)量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了雙磁路磁通門傳感器結(jié)構(gòu)，并研制了相應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，主要包括磁通門傳感器、激勵(lì)系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)等主要模塊。首先討論了磁通門技術(shù)基本原理，闡述了變壓器效應(yīng)和磁通門

2、效應(yīng)的本質(zhì)區(qū)別，在此理論的基礎(chǔ)上研制了一種雙磁路磁通門傳感器，并給出了磁通門傳感器的數(shù)學(xué)模型，分析了其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
　　針對(duì)磁通門傳感器存在變壓器效應(yīng)和傳統(tǒng)的方波激勵(lì)磁通門易出現(xiàn)諧波干擾等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種采用正弦波激勵(lì)磁通門的激磁系統(tǒng)。激磁系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通用性，可以實(shí)現(xiàn)方波和正弦波的切換，激勵(lì)系統(tǒng)的帶寬為1kHz-4MHz，激勵(lì)信號(hào)輸出電流為0.03-3A。在分析了設(shè)計(jì)的磁通門傳感器輸出信號(hào)特性基礎(chǔ)上，研制了相應(yīng)的檢測(cè)電路，設(shè)計(jì)了

3、模擬鎖相放大器，并采用較為成熟的二次諧波法，提取與被測(cè)磁場(chǎng)相關(guān)的二次諧波信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)的顯示。
　　搭建了系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，并進(jìn)行了整體測(cè)試，確定了傳感器在正弦波激勵(lì)下的最佳激磁頻率為16kHz。對(duì)傳感器進(jìn)行了標(biāo)定，給出了系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果：激勵(lì)電流為200mA、傳感器功耗為160mW、測(cè)量范圍是0-3mT、靈敏度1.1（mV/μT）、分辨力0.99μT。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)小范圍磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量，為實(shí)用化奠