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子午工程二期自动磁通门经纬仪
1
作者 王喜珍 范晓勇 +3 位作者 张策 滕云田 马新欣 陈志青 《地球与行星物理论评（中英文）》 2024年第1期24-30,共7页
地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种,相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值.磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一,在地磁观测中发挥着重要作用.目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作,人为因素会对观测数据质... 地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种,相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值.磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一,在地磁观测中发挥着重要作用.目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作,人为因素会对观测数据质量产生影响,因在偏远地区和环境恶劣地区无法实现地磁绝对观测,造成地磁绝对观测的空间覆盖空白.子午工程二期将在我国内地地区首次开展自动化磁偏角和磁倾角地磁绝对观测,必将推动地磁绝对观测技术创新与发展.自动磁通门经纬仪是我国自主研发的磁偏角和磁倾角自动化观测设备,采用无磁材料和压电电机,通过优化设计与改进加工工艺,以及引入多参量误差补偿算法,有效克服和消除了系统误差,提高了测量精度.该设备在河北涉县台、吉林合隆台、陕西乾陵台和北京白家疃台等台站开展了长时间的实际观测,并与台站的人工磁通门经纬仪观测结果进行了对比.结果表明,自动磁通门经纬仪的主要性能指标达到了人工磁通门经纬仪水平.该设备也通过了中国地震局前兆设备入网测试,功能和性能指标符合地磁台站地磁绝对观测要求. 展开更多
关键词 子午工程 地磁监测 自动磁通门经纬仪 测量误差
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磁通门罗盘的设计 被引量：2
2
作者 许晖 石秀华 曹永辉 《传感技术学报》 CAS CSCD 2003年第4期464-466,共3页
介绍以磁通门技术为工作原理的磁通门罗盘的设计方案 ,主要包括磁通门的工作原理、铁芯的热处理工艺。
关键词 磁通门技术 磁通门罗盘 工作原理 铁芯 热处理工艺 结构设计 电路设计 磁测量技术 磁通门传感器
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大动态范围磁通门磁力仪及其在定向误差校正中的应用
3
作者 陈卓琳 胡星星 +1 位作者 滕云田 刘高川 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期81-89,共9页
仪器定向误差会影响地磁矢量观测数据的准确性,现有的校正方法需要已知地磁场模量或参考标准仪器,且难以应用在井下和海洋等无法手动安装调整仪器的情况。本文提出了大动态磁通门磁力仪和在此基础上的欧拉旋转变换的矢量校正方法。该方... 仪器定向误差会影响地磁矢量观测数据的准确性,现有的校正方法需要已知地磁场模量或参考标准仪器,且难以应用在井下和海洋等无法手动安装调整仪器的情况。本文提出了大动态磁通门磁力仪和在此基础上的欧拉旋转变换的矢量校正方法。该方法可在无需参考标准仪器的情况下,获得磁通门的定向角度误差并进行自校正测量。在地磁观测台站进行了实验,结果表明,当实验仪器定向误差分别设置为4个不同象限区间的大角度时,校正后与台站比测仪器对应分量的相关系数仍达到0.99以上,B-A图中置信区间长度减小了86%以上,RMS误差降低至15%以下,论证了该校正方法的有效性,能够提高地磁台站的观测数据质量,并为井下和海洋地磁观测的定向提供参考解决方案。 展开更多
关键词 大动态磁通门磁力仪 定向误差 自校正 Bland-Altman图
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基于数字检测的磁通门电流传感器
4
作者 夏瑞泽 冯卓明 +2 位作者 王永康 黄漫吉 杨孝慧 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第9期1-4,12,共5页
传统的自激式磁通门电流传感器通常基于平均电流法测量电流,结构复杂且测量带宽和响应时间均受滤波器截止频率的限制。文中基于占空比采样的数字检测法设计了一款面向复杂漏电流测量的传感器,使用单片机直接测量激磁信号占空比,并通过... 传统的自激式磁通门电流传感器通常基于平均电流法测量电流,结构复杂且测量带宽和响应时间均受滤波器截止频率的限制。文中基于占空比采样的数字检测法设计了一款面向复杂漏电流测量的传感器,使用单片机直接测量激磁信号占空比,并通过数字算法完成信号的解调与处理。文中的传感器采用开环设计,节省了滤波电路与AD转换器,降低了成本。实验表明:该传感器的带宽和响应时间性能均优于基于平均电流法的传感器。 展开更多
关键词 磁通门电流传感器 数字法 低频开环应用 占空比模型
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基于二次谐波法的磁通门信号处理与分析
5
作者 周佳琦 张一鸣 +1 位作者 葛翰林 高俊侠 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第12期23-28,共6页
针对磁通门传感器在提取磁场信号过程中遇到采集精度低、稳定性差等问题,通过分析磁通门传感器实现磁场信号的调制过程,并根据磁通门有效信号中的偶次谐波分量与被测磁场成正比的关系,提出了一种基于二次谐波法的磁场信号提取方法。采... 针对磁通门传感器在提取磁场信号过程中遇到采集精度低、稳定性差等问题,通过分析磁通门传感器实现磁场信号的调制过程,并根据磁通门有效信号中的偶次谐波分量与被测磁场成正比的关系,提出了一种基于二次谐波法的磁场信号提取方法。采用信号检测电路提取以二次谐波分量为主的磁场电压信号,经过数字相敏整流和平滑滤波算法进一步剔除其他谐波分量,实现对磁场信号的有效提取。通过时序仿真结果验证了相敏整流算法对二次谐波的提取效果,并对基于二次谐波法设计的开环磁通门传感器进行实验。相较于其他类型的磁通门信号检测方法,二次谐波法有效提高了传感器的分辨率、线性度等关键性能,且基于二次谐波法设计的磁通门传感器能够实现对被测磁场信号的检测和有效调制,并表现出较高的磁测水准。 展开更多
关键词 数字化磁通门 二次谐波法 信号提取 相敏整流 平滑滤波 MODELSIM
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磁通门电子学中的噪声分析与抑制 被引量：1
6
作者 葛翰林 张一鸣 +1 位作者 张晨浩 张栋 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第7期8-12,共5页
针对磁通门传感器电子学单元中存在的噪声信号干扰问题,分析了磁通门激励电路中存在的功率器件MOSFET在方波开关信号频率下开通和关断时,引入与检测目标频率相关的噪声信号通过电源地层串扰对感应和反馈信号产生的影响,并提出了一种新... 针对磁通门传感器电子学单元中存在的噪声信号干扰问题,分析了磁通门激励电路中存在的功率器件MOSFET在方波开关信号频率下开通和关断时,引入与检测目标频率相关的噪声信号通过电源地层串扰对感应和反馈信号产生的影响,并提出了一种新型的噪声滤波电路以降低噪声水平。通过电路仿真结果及该降噪电路的实际应用测试结果表明:噪声幅值水平明显降低,该滤波电路能够对噪声信号起到明显的抑制作用,且在感应、反馈信号中与激励频率相关的谐波噪声得到了有效滤除,与高性能磁通门磁测数据相似度由原来的0.918提升至0.986,验证了该降噪电路对磁通门传感器整体磁测水平的提高效果。 展开更多
关键词 噪声抑制 磁通门传感器 滤波电路 信号串扰
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三轴磁通门磁梯度仪转向差校正方法研究 被引量：17
7
作者 高翔 严胜刚 李斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1226-1232,共7页
三轴磁通门传感器应用广泛,但其自身固有的零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差对其磁场测量精度有着较大的影响。针对磁通门梯度仪中磁传感器自身的性能参数和摆放方位不一致问题,提出了转向差的校正方法:分别建立了磁通门传感器... 三轴磁通门传感器应用广泛,但其自身固有的零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差对其磁场测量精度有着较大的影响。针对磁通门梯度仪中磁传感器自身的性能参数和摆放方位不一致问题,提出了转向差的校正方法:分别建立了磁通门传感器误差的自校准和互校准数学模型,并采用神经网络算法和最小二乘算法对模型参数进行求解。仿真和试验结果表明,整个校正过程简单可行,在不需要三轴无磁转台以及恒定磁场标准装置等复杂试验设备情况下,利用磁通门梯度仪在稳定的地磁场环境下采集多组磁场数据,能有效降低磁梯度仪转向差引起的测量误差。 展开更多
关键词 三轴磁通门传感器 磁通门梯度仪 转向差校正 神经网络算法 最小二乘算法
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微型正交激励磁通门结构设计 被引量：8
8
作者 郭博 刘诗斌 杨尚林 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期910-915,共6页
利用三维电磁场仿真软件对线-芯结构微型正交激励磁通门进行了仿真分析。研究了不同频率下激励线宽度、铁芯宽度、激励线厚度、铁芯厚度等磁通门结构参数对铁芯饱和情况的影响。以减小激励电流、降低磁通门功耗为目标,讨论了采用线-芯... 利用三维电磁场仿真软件对线-芯结构微型正交激励磁通门进行了仿真分析。研究了不同频率下激励线宽度、铁芯宽度、激励线厚度、铁芯厚度等磁通门结构参数对铁芯饱和情况的影响。以减小激励电流、降低磁通门功耗为目标,讨论了采用线-芯结构的微型正交激励磁通门所应选择的结构尺寸。采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)工艺制备了这种结构尺寸的微型磁通门传感器并对其进行了测试,采用尖脉冲激励时,其可以以1.7 mW的超低功耗得到91.6 V/T的输出灵敏度。 展开更多
关键词 电子科学与技术 Magnet仿真 微型磁通门 正交激励磁通门 低功耗
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基于时间差型磁通门的电流传感器抗干扰研究
9
作者 李菊萍 叶明盛 +3 位作者 任浩 蔡艳兰 王文武 刘莉娜 《传感器世界》 2024年第2期5-10,共6页
在漏电流检测领域,需特别关注小电流检测的灵敏度,此时外界干扰对小电流检测的影响不能忽视。针对漏电流检测领域要求,文章对时间差型磁通门电流传感器进行了理论推导,分析了影响传感器性能的因素和抗干扰性能的影响因素,得到了传感器... 在漏电流检测领域,需特别关注小电流检测的灵敏度,此时外界干扰对小电流检测的影响不能忽视。针对漏电流检测领域要求,文章对时间差型磁通门电流传感器进行了理论推导,分析了影响传感器性能的因素和抗干扰性能的影响因素,得到了传感器设计参数、不均匀因素与抗干扰性能的定量关系。研究结果表明,可通过调节电路参数改变传感器灵敏度等性能,尽量使线圈均匀,增大激励电压与回路电阻之比,提升抗干扰性能,为自激振荡时间差磁通门电流传感器的优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 磁通门 电流传感器 时间差 干扰
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一种开环自激振荡磁通门电流传感器 被引量：4
10
作者 杨晓光 陈玫琪 +1 位作者 贾哲 王德鑫 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期434-438,共5页
本文提出了一种基于自激振荡磁通门技术的新型电流传感器,该传感器在开环配置下具有较高测量精度,并具有准数字的特点。建立了传感器的数学模型,与传统平均电流法数学模型相比,所建立的数学模型更加简单和精确。本文传感器的激励电路采... 本文提出了一种基于自激振荡磁通门技术的新型电流传感器,该传感器在开环配置下具有较高测量精度,并具有准数字的特点。建立了传感器的数学模型,与传统平均电流法数学模型相比,所建立的数学模型更加简单和精确。本文传感器的激励电路采用了基于MOSFETS的逆变电路,与传统桥式逆变激磁电路相比,该激磁电路不需要悬浮驱动,降低了控制电路的复杂性;不需要设置死区时间,不存在驱动延时,因而大大减小了因驱动电路引起的测量误差。制作了电流传感器的样机并进行了实验验证,结果表明,在测量范围0~100 A的情况下相对误差小于0.3%。 展开更多
关键词 电流传感器 磁通门 自激振荡磁通门 激励电路 开环
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三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈设计方法改进 被引量：5
11
作者 李志鹏 王彬宇 +1 位作者 樊业东 王锐 《电子测量技术》 2019年第13期148-152,共5页
为提高三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈产生的反馈均匀磁场空间大小,本文在已有等匝、等间距的球形反馈线圈设计基础上提出一种不等匝绕制反馈线圈的方法,该方法能有效提高球形反馈线圈产生的均匀磁场空间大小,根据该方法提出了球... 为提高三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈产生的反馈均匀磁场空间大小,本文在已有等匝、等间距的球形反馈线圈设计基础上提出一种不等匝绕制反馈线圈的方法,该方法能有效提高球形反馈线圈产生的均匀磁场空间大小,根据该方法提出了球形反馈线圈的设计方案,并完成数值仿真计算和球形反馈线圈的实物模型制作,同时完成球形反馈线圈均匀磁场空间的测试工作,测试结果表明不等匝的绕制方式能有效提高反馈均匀磁场空间大小,通过该方法进行球形反馈线圈的设计制作能在有效的体积下产生更大的均匀磁场空间,有利于提高三轴一体化磁通门的测量精度和小型化。 展开更多
关键词 磁通门磁力仪 三轴一体化磁通门 均匀磁场 亥姆霍兹线圈 球形反馈线圈 磁场分布
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磁通门罗盘的设计 被引量：1
12
作者 许晖 宋绍忠 石秀华 《仪表技术》 2002年第5期47-48,共2页
介绍以磁通门技术为工作原理的方位传感器的设计。主要论述了磁通门探头工作原理以及电路的原理 ,并对误差进行了分析。
关键词 磁通门罗盘 设计 磁通门技术 方位 传感器
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曲折型微机电正交磁通门传感器有限元仿真分析 被引量：6
13
作者 闫丽丽 支绍韬 +3 位作者 郭磊 冯竹 雷冲 周勇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期67-70,共4页
正交磁通门传感器具有磁场测量范围广,对测量环境要求低等优点,被广泛应用于导航、金属探测和勘探领域。传统正交磁通门传感器灵敏度较低,限制了其应用领域的进一步拓展。一种新型的多匝曲折型磁芯结构微型正交磁通门传感器在本文中被提... 正交磁通门传感器具有磁场测量范围广,对测量环境要求低等优点,被广泛应用于导航、金属探测和勘探领域。传统正交磁通门传感器灵敏度较低,限制了其应用领域的进一步拓展。一种新型的多匝曲折型磁芯结构微型正交磁通门传感器在本文中被提出,利用三维电磁场有限元仿真软件对器件性能进行了仿真分析。通过研究不同磁芯匝数对微型正交磁通门传感器性能的影响,仿真结果发现,随着磁芯匝数增加,传感器灵敏度提高,磁场响应线性范围明显增大。 展开更多
关键词 微机电系统 平面曲折型磁通门传感器 有限元分析 正交磁通门传感器 弱磁检测
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磁通门磁力仪背景磁场的自动补偿设计 被引量：17
14
作者 胡星星 滕云田 +2 位作者 谢凡 和锐 黄经国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期956-960,共5页
提出一种在单片机的控制下用逐次渐近反馈比较式的背景磁场自动补偿方法,设计了实现高精度自动补偿的硬件电路和程序实现。仪器经自动补偿后,在大约60000nT的背景地磁场中,能使磁力计探头工作在几个nT左右的真正"零背景场"下... 提出一种在单片机的控制下用逐次渐近反馈比较式的背景磁场自动补偿方法,设计了实现高精度自动补偿的硬件电路和程序实现。仪器经自动补偿后,在大约60000nT的背景地磁场中,能使磁力计探头工作在几个nT左右的真正"零背景场"下。适于井下磁力计或其他不能进行实地操作的磁力计的背景场补偿,并有利于磁力计分辨力的提高。同时也实现了仪器观测的自动化、智能化和远程监控。 展开更多
关键词 磁通门磁力仪 自动补偿 相对观测 背景磁场
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铁芯参数对磁通门输入输出特性影响分析 被引量：13
15
作者 杨尚林 刘诗斌 +2 位作者 郭博 李学亮 秋颂松 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-47,共8页
针对磁通门需要什么参数的软磁铁芯的问题,在分析磁通门数学模型基础上,得出了正弦激励条件下磁通门的最佳激励磁场为铁芯饱和磁场强度的槡2倍;以带磁滞的双曲正切函数拟合软磁材料磁滞回线,分析了饱和磁感应强度、饱和磁场强度、矫顽... 针对磁通门需要什么参数的软磁铁芯的问题,在分析磁通门数学模型基础上,得出了正弦激励条件下磁通门的最佳激励磁场为铁芯饱和磁场强度的槡2倍;以带磁滞的双曲正切函数拟合软磁材料磁滞回线,分析了饱和磁感应强度、饱和磁场强度、矫顽力、矩形比和退磁系数对输出二次谐波幅值和激励电流的影响,得出高灵敏度磁通门铁芯应具有高磁导率和矩形比,低饱和磁场强度、矫顽力和退磁系数;低功耗磁通门铁芯应具有高磁导率,适当的矩形比,低饱和磁感应强度、饱和磁场强度、矫顽力和退磁系数;最后通过对比两组六种不同铁芯的磁滞回线和双铁芯磁通门输入输出特性,验证了以上结论的正确性。 展开更多
关键词 磁通门传感器 磁滞回线 软磁铁芯 最佳激励磁场 二次谐波幅值
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地磁相对记录用低噪声磁通门磁力仪 被引量：11
16
作者 王晓美 滕云田 +2 位作者 王晨 范晓勇 马洁美 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1158-1162,共5页
针对地磁相对记录要求观测仪器具有高分辨力、低噪声和长期稳定性的特点,抑制外界温度对传感器输出的影响,获得较低的温度系数,研制的磁通门传感器采用高导磁率坡莫合金作为磁芯材料,激励线圈直接缠绕在高塑性、较高持久蠕变强度的环形... 针对地磁相对记录要求观测仪器具有高分辨力、低噪声和长期稳定性的特点,抑制外界温度对传感器输出的影响,获得较低的温度系数,研制的磁通门传感器采用高导磁率坡莫合金作为磁芯材料,激励线圈直接缠绕在高塑性、较高持久蠕变强度的环形合金骨架上,感应线圈和补偿线圈缠绕在低温度系数的玻璃钢骨架上。采用交变模拟信号处理电路、深度负反馈网络提升仪器的稳定性和线性度;采用D/A转换电路实现仪器对外界自然磁场的自动补偿。通过在零磁空间的性能测试和在观测台站的对比观测,研制的磁力仪噪声指标为峰峰值p-p 0.1 nT、温度系数D分量小于0.1'/℃、H、Z分量小于1 nT/℃。 展开更多
关键词 环形磁芯 磁通门传感器 磁力仪 地磁相对记录
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时间差型磁通门敏感单元巴克豪森噪声处理研究 被引量：9
17
作者 庞娜 程德福 +2 位作者 王言章 吴树军 曲文亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2594-2601,共8页
敏感单元是时间差型磁通门传感器的核心,磁芯在交变磁场激励下产生巴克豪森噪声,该噪声直接影响后续电路输出信号质量及时间差检测,限制了磁通门稳定性和灵敏度的提高。针对时间差型磁通门的工作原理,对巴克豪森噪声特点进行分析,研究... 敏感单元是时间差型磁通门传感器的核心,磁芯在交变磁场激励下产生巴克豪森噪声,该噪声直接影响后续电路输出信号质量及时间差检测,限制了磁通门稳定性和灵敏度的提高。针对时间差型磁通门的工作原理,对巴克豪森噪声特点进行分析,研究该噪声与磁芯磁导率之间的关系。在Simulink仿真平台上以动态反正切磁滞回线模型为基础,搭建敏感单元巴克豪森噪声模型。根据噪声分布规律将小波滤波应用到感应信号去噪处理中,利用时间差信噪比对比分析不同滤波方法的效果。仿真及实测结果表明,小波滤波能有效去除巴克豪森噪声,时间差信噪比提高133倍,时间差波动小于35μs,为提高时间差型磁通门敏感单元检测精度和稳定性提供了依据。 展开更多
关键词 磁通门传感器 时间差 巴克豪森噪声 小波滤波
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姿态测试用磁通门磁强计的设计 被引量：9
18
作者 曹红松 陈国光 +1 位作者 赵捍东 辛长范 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期79-83,共5页
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系统的基本原理、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 。
关键词 姿态测试 磁通门 磁强计 设计 飞行体
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基于磁通门原理的零磁通交直流电流传感器 被引量：11
19
作者 岳长喜 项琼 +3 位作者 骆雪 王欢 朱凯 刘浩 《电测与仪表》 北大核心 2017年第24期73-77,共5页
文中基于磁通门技术和零磁通原理研究了一种交直流传感器。其利用聚磁环将一二次电流产生的磁场聚集并叠加,通过嵌入在聚磁环内部的高灵敏度磁通门传感器进行磁场检测,再通过高增益高带宽的功率放大电路输出,形成与一次电流相对应的二... 文中基于磁通门技术和零磁通原理研究了一种交直流传感器。其利用聚磁环将一二次电流产生的磁场聚集并叠加,通过嵌入在聚磁环内部的高灵敏度磁通门传感器进行磁场检测,再通过高增益高带宽的功率放大电路输出,形成与一次电流相对应的二次电流。一、二次电流在聚磁环中产生大小相等、方向相反的磁场,最终能使聚磁环中的磁场为零,一、二次电流安匝数相等。同时,采用两个对称分布在聚磁环两边的磁通门传感器,提高系统对外界磁场的抗干扰能力。文章对传感器进行了交流误差、直流误差、阶跃响应、频率特性等试验测试,结果表明其在交直流下均满足0.01级要求。 展开更多
关键词 磁通门 零磁通 交直流 电流传感器 误差
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低剩磁误差磁通门的激励电路研究 被引量：17
20
作者 刘诗斌 崔智军 刘昭元 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1709-1712,共4页
降低磁通门剩磁误差的有效方法是增大激励电流的峰值,但大的激励电流峰值将增大功耗。带有足够高峰值的尖脉冲激励电流能降低剩磁误差,同时也降低了功耗,但是降低了传感器的灵敏度而且信号的处理难度增加。一种有效的解决方法是采用激... 降低磁通门剩磁误差的有效方法是增大激励电流的峰值,但大的激励电流峰值将增大功耗。带有足够高峰值的尖脉冲激励电流能降低剩磁误差,同时也降低了功耗,但是降低了传感器的灵敏度而且信号的处理难度增加。一种有效的解决方法是采用激励调谐方法获得所谓理想激励波形。本文提出用激励电路产生高峰值和低有效值激励信号的方法。与调谐激励方法不同,该方法采用积分器和微分器对输入方波信号进行处理后相加,得到一种在峰值处叠加有尖脉冲的三角波信号。电路不用仔细调谐,且尖脉冲的峰值比较容易调节,方便对剩磁误差的研究。针对尖脉冲的峰值固定的情况,还提出了仅由两个电阻,两个电容和一个运算放大器组成的改进型电路。实验结果表明:采用本文激励电路,在10mT的磁场干扰后,磁通门的剩磁误差为0.5nT。 展开更多
关键词 磁通门 激励电路 剩磁误差 磁传感器 低功耗
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