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。     

非对称钢丝间隙传感器设计及优化

为适应工业生产中钢带检测的需求,提出一种结构简单、检测方便的非对称钢丝间隙传感器.用ANSYS仿真该传感器模型,研究交变磁场中钢丝周围的磁力线分布,给出传感器探头移动过程中获得瞬态电流信号幅值的变化,分析不同钢丝间隙对电流幅值曲线中峰值间隙的影响.实验表明:该传感器具有较高的灵敏度,能很好地满足要求,具有广泛的应用前景,同时为传感器的设计提供参考.     

高性能低频交变磁场传感器的研究与制作

详细介绍了利用一种新型材料(铁基纳米晶合金)作为磁芯的高性能低频交变磁场传感器的工作原理、制作及测试结果.测试结果表明利用此新型材料作为磁芯制作的传感器,是一种较理想的高性能的传感器,在低频交变磁场探测的众多领域中具有广泛应用.     

基于交变光强的新型时栅传感器行波信号设计

基于三相异步电机绕组方式的磁场式时栅位移传感器,通过旋转磁场得到行波信号强度较弱,并容易受到周围磁场的干扰.为了进一步提高时栅位移传感器行波信号的强度,提出一种基于交变光强的时栅位移传感器行波形成方法,并搭建了实验平台.实验表明:该设计方案产生出正确的行波信号,并且所得到的行波信号强度优于磁场式时栅位移传感器产生的行波信号强度.     

利用正交型锁相放大器实现三维磁场微弱信号检测

变磁场测量(ACFM)是近年兴起的可以定量的无损检测技术,为实现该检测方法,设计了由矩形激励线圈和正方体检测线圈构成的三维ACFM传感器激励和感应空间磁场的变化,提出了利用正交型锁相放大器(LIA)的信号检测方法实现传感器的每个方向毫伏级变化的微弱感应电压信号的精确测量。并在此基础上建立了基于频率扫描技术的缺陷识别模型,结果表明:该检测方法达到了对三维磁场微弱感应信号测量和对任意走向裂纹识别的目的。     

基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器

为改善磁流体动力学角速度传感器输出信噪比,提高传感器的测量分辨力,提出了一种基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器,采用交变磁场作为载波信号对输入传感器的角速度信号进行调幅,设计了磁路、μＶ级微弱信号预处理电路和数字相敏检波系统。仿真与实验结果表明设计的磁路能够产生幅值恒定的交变磁场,磁感应强度有效值和均匀性满足传感原理需求,电路仿真结果表明预处理电路可有效规避低频噪声干扰,数字解调系统提取信号后,信号频率误差小于0.6％,幅值误差小于0.15％。     

并列双导体在交变磁场中的电磁效应探讨

该文针对并列双导体在交变磁场交变作用下的电磁效应进行了探讨。在建立并列双导体交变 磁场中的基本电磁模型和等效分布参数网络模型的基础上,深入分析了并列双导体在交变磁场激励下的电磁效应和电流行为机理。实验结果显示,所提出的电流行为模型很好地解释了并列双导体在发电运行时出现的电流高频振荡现象。     

发明与专利

一种采用多层绕线线圈的高性能磁致伸缩传感器 【摘要】本实用新型是一种采用多层绕线线圈的高性能磁致伸缩传感器,属于声学传感器技术领域。本实用新型使用永磁铁在传感器附近产生偏置磁场,当漆包线两端加上交变电压时,会在钢绞线上产生交变磁场,由于铁磁材料存在磁致伸缩效应,在钢绞线中会产生局部的机械振动,这种振动会从激励源向两个方向同时传播,根据磁致伸缩逆效应而被接收传感器捕获到。     

基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定方法

目前磁传感器多用于对静态或准静态磁场环境的测试,当被测磁场矢量快速变化时,磁传感器的动态特性成为影响其测量精度的关键因素。针对测试现场环境中难于产生标准的高频交变激励磁场源致使磁传感器动态特性无法准确快速标定的难题,提出一种基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性现场快速标定方法。首先提出并构建了一种基于带电直导线的标准宽频带磁场发生器,采用毕奥-萨伐尔定律分析了带电直导线周围磁场分布规律;其次通过在长直导线中加载典型交变激励电流,产生典型交变磁场,采用系统辨识方法实现对磁传感器动态特性标定;最后对某矢量磁传感器测量系统进行了时域、频域动态模型标定。实验表明所提出的磁传感器动态模型标定方法具有简便、快速、高效、准确的优点,便于工业现场对各类磁传感器进行动静态特性标定。     

解析无线射频识别（RFID）技术

一、概述 RFID是射频识别技术的英文（Radio Frequency Identification）的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。     

圆形磁耦合截面构建的新型时栅位移传感器

现有磁场式时栅位移传感器暴露出机械加工齿槽等分性差和线圈绕制参数一致性差,导致耦合磁场形成的电信号质量较差的问题.针对以上问题,提出了一种以圆形截面铁磁材料替代传统类矩形截面铁磁材料构建耦合磁场形式的传感器设计方法,该方法采用标准件作为基本阵列导磁单元,并以定制的精密线圈绕组设计一种新型的变磁阻式时栅位移传感器.文中首先利用有限元软件ANSYS Maxwell对理论模型的可行性进行了仿真验证,然后通过精度实验获取了误差范围在±1.3"内的误差曲线,仿真与样机实验验证了新型传感器设计方案的可行性.该方法的应用规避了传统的线切割开槽绕线的机械加工形式,可以在有效提高电信号质量的同时大大提高了时栅的生产效率,有利于时栅位移传感器产品化进程的推进.     

面向机器人运动跟踪的电磁定位系统

电磁定位具有精度高、速度快和易实现等优点,所以对手术、室内和室外机器人跟踪是一个良好的选择。电磁定位以交变电磁信号作为源信号。交变的电流信号激励发射线圈（信号激励部件）在空间中产生交变的电磁场,感应线圈（信号感应部件）在交变的电磁场中输出频率相同的信号。根据输出信号的幅值和相位信息,我们可以计算出感应线圈相对于发射线圈的位置和方向信息。本文面向机器人定位跟踪,介绍电磁定位系统的原理与实现,包括磁场模型、电磁定位算法与系统软硬件的搭建与实验。本文介绍两种不同的激励模式,分别为分时激励3轴正交发射线圈模式与同时激励2轴正交发射线圈模式,两种模式中的感应线圈均采用3轴正交线圈。实验结果表明,定位系统可以达到1 mm的定位精度。     

不同长度敏感元件的两种巨磁阻抗传感器传感性能研究

针对采用Co基非晶丝作为敏感元件的传统巨磁阻抗传感器和非对角巨磁阻抗传感器进行比较研究。改变敏感元件的长度,观察两者在直流外磁场作用下输出信号的变化规律,并讨论退磁场等因素对传感器输出信号的影响。结果显示非对角巨磁阻抗传感器具有高灵敏度,无磁滞等优点,且灵敏度随样品长度的减小略有增大,在测量弱磁场方面表现出更大的潜力,为磁敏传感器的小型化提供了一定的参考依据。     

三分量磁通门传感器轴定向问题研究

利用三分量磁通门传感器进行磁场测量时需知传感器的三个方向轴,而在传感器的安装工程中其三轴方向难于固定,这给磁场测量带来了不便。针对上述问题,从三分量磁通门传感器测量原理出发推导了传感器三轴定向计算公式和有背景干扰磁场时的轴定向误差计算公式;设计了三分量磁通门传感器三轴定向的仿真实验和物理实验,以实验数据为基础分析了背景磁场干扰源对磁通门传感器三轴定向的影响。研究表明:在高精度磁场测量中必须严格控制背景干扰磁场大小来减小传感器轴定向误差,所得结论对磁场测量有一定的实际指导意义。     

磁传感系统在室外移动机器人导航中的研究

详细介绍了室外移动机器人磁导航系统中磁钉材料、形状及尺寸的选择原则．在分析各种磁传感器特性的基础上，选择HMC1022型磁阻传感器作为磁信号的检测元件．利用13个磁阻传感器，形成了用于检测磁钉磁场的磁尺．磁尺安装在车辆前保险杠上相对地面比较高的位置，解决了应用霍尔传感器等进行磁导航时安装高度比较低的问题．提出了一种改进的序列算法，根据相邻传感器的比值，通过设定阈值来细分区间，从而获得了更精确的磁定位结果．实验结果验证了改进序列算法的精确测量特性．     

电容式交变电场传感器与工频电场检测试验研究

介绍了交变电场传感器的设计方法,并进行了原理分析和理论推导,在此基础上进行了电场测量装置的制作,使用该装置在500 kV输电线下、变电站内的220 kV开关间隔与标准仪器进行了对比测量,结果证明使用该传感器的电场测量装置在1 kV/m以上场强范围内具有较好的线性度,测量数值与PMM8053仪器相比较具有较大的相关度,并具有较好抗干扰能力和稳定性,适合于电力系统工频电场长时间监测。     

A2PI型磁场传感器的非线性数学模型

本文在介绍Ａ＾２ＰＩ型磁场传感器原理的基础上,从剖析其电磁转换过程入手,利用等效电路对其暂态过程进行分析,建立该传感器的非线性数学模型。通过详细深入的数学分析和推导,得到非晶态合金在高频下的非线性磁导率的解算方法,从而解决数学模型的非线性问题。     

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。