质子磁力仪传感器线圈参数的研究与设计

线圈是质子磁力仪传感器的核心,其品质直接影响着仪器的测量精度。结合反向串联圆柱体线圈模型,对约束设计的因素进行分析;建立约束参数与设计参数之间的联系;利用Matlab对参数公式进行图形化处理,结合实际情况进行设计,并给出一组满足约束参数条件的优化设计参数V=250 cm3,d=0.9 mm,r=2.5 cm,h=0.72 cm;最后对传感器进行地磁场测量实验,测量值波动较小,结果稳定,进行异常体探测时,探测结果能够准确反映异常趋势。     

一种新型非晶态合金磁场传感器的设计与优化􀀁

本文介绍了一种新型的非晶态合金磁场传感器的设计与优化。此传感器基于脉冲感应原理，采用双线并绕反向串联的双线圈结构，并通过加入负反馈线圈和偏磁线圈来改善传感器的特性，使其线性度、灵敏度和动态范围都有了较大的提高，在磁场检测领域具有一定的实用价值。     

电涡流传感器线圈参数对传感器性能的影响

介绍电涡流传感器的工作原理,以及传感器线性测量范围及灵敏度与线圈参数的关系。研究了改变线圈截面形状及参数变化对传感器性能和灵敏度的影响,得到它们之间的定性关系,从而对传感器的优化设计提供理论依据。     

不规则直流线圈磁场的计算方法研究

将不规则直流线圈等效为若干段载流直导线的组合,通过坐标变换和磁场变换计算出单根载流直导线的磁场,进而叠加求和得到整个不规则直流线圈的磁场.计算示例表明,该方法计算不规则直流线圈的磁场简单易行,可用于实际工程中线圈磁场的计算.     

航空瞬变电磁三分量空心线圈传感器设计

航空瞬变电磁法(ATEM)是地球物理勘探中的主要方法之一,被广泛应用在油气、地下水等深地资源的勘查。瞬变电磁接收系统一般采用感应式空心线圈传感器接收瞬变电磁信号,其具有本身重量轻、固有线性频率的特点。线圈传感器仅对垂直于其孔径的磁通敏感,为了确定矢量磁场的所有方向分量,此次传感器设计成三个相互垂直的线圈。通过分析感应线圈灵敏度、信噪比等参数,对线圈尺寸、绕线方式进行了优化设计;选定本底电压、电流噪声较小的放大器,设计了接收信号前置放大电路。所研发的三分量ATEM感应式磁传感器工作带宽可达25 kHz,X、Y、Z三分量的本底噪声分别保持在：11.7、10.7、10.6(单位：nV/√Hz@1kHz),在其谐振频率处的灵敏度分别为4.3、6.5、6.4(单位：mV/nT)。本设计实现了高灵敏度三分量信号的采集,X、Y、Z三个分量完全对称分布,电参数基本一致,降低了传感器的本底噪声,有效地提高了灵敏度和信噪比。     

一种间隙传感器的线圈设计

设计分析了一种悬浮间隙传感器的测量线圈,分析了测量线圈与被测导体之间作用后的磁感强度的分布,调整结构使距离测量线圈相同间隙位移处的磁感强度分布接近为恒定值,实验结果验证它可以有效降低由被测物体齿槽结构所引起的测量信号波动,降低齿槽效应.     

基于RM3100磁传感器的舰船磁场信号采集系统设计

磁场是舰船目标识别重要的信号源之一.为获取磁场信号,设计了一种基于RM3100磁传感器的磁场采集系统.该系统采用MSP430单片机为主控芯片.介绍了整个系统的构造与控制、采集流程.给出了软件设计流程.通过模型舰船磁场测量验证了其可行性.     

电感式磨粒监测传感器线圈参数分析与优化

根据电感式磨粒传感器的等效电路,推导出传感器感应电动势计算公式,分析传感器的输出特性,通过有限元仿真软件Comsol中建立的传感器线圈电磁模型,采用多因素正交仿真试验对电感式磨粒传感器线圈的间距、宽度和内径进行分析与优化.实验对比表明:优化后传感器输出的感应电动势峰值是优化前输出感应电动势峰值的4.9倍左右,显著提高了...     

双层反倾线圈结构的直线时栅位移传感器研究

针对前期研究的双层直线时栅位移传感器测量误差成分中四次谐波较大,影响传感器测量精度的问题。根据双层激励线圈的结构特点,提出了一种双层反向倾斜线圈结构的直线时栅位移传感器设计方案。通过构建双层反倾线圈产生磁场的数学模型,分析了双层反向倾斜线圈的磁场状态,并利用电磁场有限元仿真分析双层反倾线圈直线时栅位移传感器中倾斜大小和动定尺之间的气隙对测量误差与误差谐波成分的影响,确定了最优化的设计参数。采用PCB(Printed Circuit Board)工艺研制了78个节距大小的传感器样机并进行了精度测试。实验结果表明,双层反倾斜线圈结构对原双层直线传感器中误差四次谐波抑制效果显著,在同样设置条件下,将原测量误差成分中四次谐波从40μm抑制到7μm,抑制效果达到82.5%。最终经过误差修正后的传感器对极内精度达到±13μm。     

两种结构MEMS磁场传感器的研究

研究了两种结构的谐振式磁场传感器,检测在磁场作用下梁的振动幅度,来实现磁场的测量。首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模型,对振动幅度进行了仿真。该MEMS磁场传感器采用标准的CMOS工艺加上后处理来实现。最后用多普勒仪对传感器的振动幅度进行测试,实验结果与理论分析一致,并对两种传感器性能进行比较。所研究的两种传感器结构简单,测试方便,可用于对mT级的磁场进行测试。     

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.     

硅—MOS型三维磁场敏感器结构研究

本文提出了一种硅-MOS型三维磁场敏感器结构,它是将对B_z分量敏感的一维横向DMOS(LDMOS)与对B_x和B_y分量敏感的两维的纵向DMOS(VDMOS)开合集成在一起。该磁场敏感器的最小空间分辨率为:10μm×16μm×32.5μm,相对灵敏度S_(RY)优于6×10~(-2)T~(-1)。当外加磁感应强度低于0.4T时该器件非线性误差低于1×10~(-2)。由于本器件采用了特殊的相容性制造工艺,可易于得到与磁敏器件接口的电路优化设计。     

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.     

交变磁场传感器法拉第屏蔽的研究

传感器在各种数据采集与检测系统中起着至关重要的作用.为了更有效的接收所需信号,我们除了进一步提高传感器本身的性能外,还要消除一些不必要的干扰.在检测低频交变磁场而且磁场信号极其微弱时,首先要选用高性能的交变磁场传感器将交变磁场信号转换为电信号,然后采用一系列的选频放大等电子技术,这样在两者之间就会产生不必要的电场耦合,影响对有用信号的准确测量,为了阻断该电场耦合,对交变磁场传感器采用法拉第屏蔽是不可或缺的重要环节.     

磁致位移传感器检测线圈和驱动脉冲优化设计

在磁致伸缩式位移传感器中,检测线圈和驱动脉冲的设计直接影响整个系统的精度.基于弹性波理论和法拉第电磁感应定律,分析了加载在波导丝上的驱动脉冲和检测线圈的各项特性参数对感应波形的影响,通过试验选择了同时满足理论推导和实际应用的最佳值并进行了相关参数优化设计.经试验验证,优化后的传感器系统能够输出高信噪比的前端感应信号.     

磁致伸缩纵向导波传感器中偏置磁场的优化设计

偏置磁场大小是磁致伸缩纵向导波传感器设计的关键参数之一,最佳偏置磁场的选择受到材料和激励条件的影响,故要求导波检测系统中偏置磁场可调节性好.目前使用的偏置磁场有两种,其中螺线管线圈产生的磁场信号干扰大,信噪比低,永磁体提供的磁场可调节性不佳.为此,提出一种偏置磁场可以调节的结构方案,并通过该方案研制了一种可以调节的偏置...     

三维磁敏传感器的设计及误差分析

采用三维磁敏传感器有助于降低磁场测量系统的复杂性和提高磁场测量速度.介绍了基于霍尔元件的三维磁敏传感器的设计方法,分析了霍尔元件的粘贴角度偏差、传感器的体积对测量精度的影响,并对传感器的总体误差进行了估算,其分析结果对三维集成磁敏传感器的设计具有指导意义.     

CMOS磁敏器件的研究

分析了ＣＭＯＳ磁敏器件的敏感机理，给出了灵敏度表达式，并对其单元ＳＤ－ＭＯＳＦＥＴ结构进行了数据模拟，实验结果与理论分析相一致。     

3-D磁传感器的电路设计与信号处理

研究具有倾斜传感器的三维方向磁传感器电路设计及信号处理。首先,二维磁传感器HMC1052和一维磁传感器HMC1051Z正交测量地磁场的三个分量,并将其转换为差分电压信号放大输出,电压信号分别被A/D采样存储到单片机中;其次,倾角传感器输出与磁传感器的倾角成正比的脉冲信号,脉冲信号高电平被单片机内部计数器计算出存储在单片机内;最后,单片机通过串口将数据传送到PC机进行处理和显示。文中利用传感器的复位/置位电路有效地提高传感器的灵敏度,同时还对此进行了仿真。此外,通过软件方法消除电桥偏置电压。