1、 在电磁测量领域中，弱磁测量是最基础也是最重要的。而在弱磁测量中最为实要求低等优点被广泛应用于导航、指南、金属探测和勘探领域。在它的正常范围内关键词：弱磁测量；正交型磁通门； ， ， 騴降低噪声和零误差的方法措施本章小结 第六章实验结果分析磁通门在零输入下的噪声磁通门线性度以及最小分辨率分析 第七章结论与展望参考文献攻读学位期间的研究成果致谢。磁场测量的历史背景磁场测量在中国是一个古老而又与时俱进的课题，而矢量型弱磁探测仪己成为磁测量中一个必不可少的装置。早在多年前，智慧古代人就发明了司南来辨明方向，其作为中国古代的四大发明之一，在历史上有着划时代的意义。之后司南慢慢的衍化为指南针，其内部主要
2、由一根可以自由旋转的磁针作为指向针，在地磁场的影响下，磁针的方向总是沿着磁子午线切线的方向，磁针的北极指向地理北极，磁针的南极指向地理南极。它的出现大大推动了古代中国的航海事业的发展。然而在年后科技迅速发展的今天，磁场测量依然是一个重要的课题。如今需要探测的磁场更低，精度要求更准确，通常要达到几个纳特或小于一个纳特的水平，被广泛应用于探潜、航空航天、岩石磁参数测量、地磁场研究等领域。通常的以下。基于这些要求，低噪最初的恍痛磐攀窃瓯惶岢龅模负醵际且桓鲈餐残翁镜男问健】。的，然而之后的几年正交磁通门几乎被人遗忘。了磁通门的现象，由于铁芯材料的原因，其能测精度也仅仅是在几十纳特的水平。 一开始在我国
3、研制磁通门主要解决以下几个问题：看懦胁舛 首踊匦疟茸爸 肐】的电流线圈上边框处残余磁场。测量范嗣涟航空地址普三分最并用赫姆霍兹线圈对磁通门的线性度做出了计算。磁通门运用磁调制原理，具体本章节会先从磁调制原理【】【】开始介绍，再阐述磁调制原理磁调制的原理图如图所示。设平均磁路长度为，。激励绕组为形，信号绕组为彬、检测绕组为，铁芯的截面积为舳约谱轫右桓龃笮狶的三角波恒流源，并确保铁芯可 飞幺八秒、臼、图磁调制原理分析曲线图于日。，如图所示。根据作图法由图幕菀椎猛軭图。和一鼠变化时保持为一个常量，反之亦然，在其它时刻为零。为谐波系数，并有口 伊阿毋秒日。一型玎甜叫由式。可得检测绕组的感应电压为籌一。
4、式中对其进行逐项积分可得三生些匕一电压的相位。通过以上分析可知，磁调制器的原理是利用软磁材料的磁化曲线对称非线性的特点构成的饱和电抗器装斟】，当磁调制铁芯中同时存在一个交变对称的激励场和直流信号磁场时，半周期内铁芯提前饱和，另半周期内铁芯滞后饱和，铁芯激励磁场产生的磁通的对称性被破坏，造成正负半周期内磁通变化的速率差，进而产生偶次谐波。磁通门磁调制原理为了简化不计磁滞，磁化曲线用折线代替如图。青岛大学硕十学位论义 门 、奠几沁、 芟扛。 ：在激励绕组阻抗不大，激励器输出阻抗较大时是可以近似实现的，这时测量线以下来求各次谐波的系数，、。基波系数为暧膎刎砌对于奇函数有口缈、小趌玻者磁扣一 扣砌巩一
5、半一警厂陆 卜痷。味， 惴忖警 击 警则有纠髭半警表磁通门输出探头频率分析磁通门分类以及影响磁通门性能参数分析青岛大学帧十学位论文甠一交磁通门的磁芯是软磁材料的圆筒，并且有一个环形励磁线圈缠绕在其圆筒场强度。的矢量方向是和测量该磁通门的甕坐标方向相垂直的。电压。 图正交磁通门原理分析图门曲线【】通常是用来衡量一个门，以了解磁通门的核心内磁通门控。我们现在 厂厂第三章正交磁通门探头的设计磁通门的探头要做成圆筒状的手持探头。铁芯作为磁通门的核心部分，要在周期交探头参数的粗略计算及确定圈的匝数，由于出于电路设计考虑，可检测最低电压为故。！。数变为退磁因子。 皐瓦保护盒尺寸为内径：饩叮，高；激励电压为
6、峰峰值为德饰的方波激励；检测线圈匝数为，绕线线径漆包线。探头如图所示第四章正交磁通门模拟电路设计图磁通门总体设计示意图需要充分饱和的原因，本设计中采用的是方波作为激励。方波激励源的设计有两方面因素需要考虑：第二，方波输出功率要足够，可以满足铁芯饱和的要求。通常激励源可输出最大电流要高远远于铁芯计算的饱和电流，这样才会使铁芯充分饱和。若铁心饱和不充分，会产生剩磁，这样根据瓾曲线，铁芯会沿着一个基本线性的的狧曲线变化。这样的话必然会增大磁通门的噪声和漂移。只有铁芯充分的饱和，磁滞回线的非线性度才会最大，这样才会具有较高的灵敏度。荡。由于后面的解调方式为二次谐波法，此信号可作为相敏检波的参考信号，再通一第四章正交磁通门模拟电路设汁图比较器电路对于限流电阻难瘢湟B悴淮笥贚管瓹牡纪缌鳎旧杓浦醒馬电流为。青岛大学硕十学化论义励波形发生畸变，图为方波激励畸变波形。
