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宽带低噪声磁通门传感器

作　者: 何静
导　师: 李斌
学　校: 西北工业大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 磁通门传感器 宽带 磁通门技术 二次谐波 低噪声 数值仿真模型
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 441次
引　用: 2次
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内容摘要


磁场测量技术是研究与磁现象有关物理现象的重要手段，已经逐渐的形成为一门独立的科学。目前测量磁场的技术较多，磁通门技术以其优良的综合技术指标在磁场测量中应用越来越广泛。 本文旨在研究宽带低噪声磁通门传感器，首先从介绍磁通门传感器的原理入手，介绍了磁通门传感器的分类、运用数学和图解的方法分析磁通门传感器工作原理。在对原理分析的基础上建立了磁通门传感器的数值仿真模型，并对磁通门探头模型、激励线圈信号以及感应线圈信号进行了仿真。通过分析国内外大量的相关文献，对目前常用的磁通门信号检测方法：如谐波选择法、脉冲幅值法、脉冲间隔法和脉冲宽度法作了介绍，并针对宽带低噪声磁通门传感器的设计对这些方法作了分析。 目前，磁通门传感器的发展趋于简单化、微型化、自动化和数字化，考虑到这些因素，在结合谐波选择法和脉冲幅值法基础上，试制了6套磁通门传感器样机。并在中国船舶工业宜昌磁学计量测试检定站进行了计量标定，计量结果表明，这种磁通门传感器很好的解决了提高带宽和降低噪声之间的矛盾，6套传感器的各项性能指标如带宽、噪声、线性度、灵敏度等满足或超出了原定的设计要求指标。 传感器的数字化部分采用单片机C8051F063的16位ADCs转换器对传感器的信号进行采样，用点阵图形式液晶对传感器的三分量值进行显示，数据传输采用RS—232标准接口和计算机通信，以便于对传感器信号作更进一步处理。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 磁场测量  8-9
  1.2 磁通门传感器发展概况  9-11
  1.3 宽带低噪声磁通门传感器设计指标  11
  1.4 本论文主要完成的工作  11-12
第二章 磁通门传感器的基本原理  12-28
  2.1 磁通门传感器的分类  13-15
    2.1.1 平行门磁通门传感器  13-14
    2.1.2 正交型磁通门传感器  14-15
    2.1.3 混合型磁通门传感器  15
  2.2 单棒型磁通门传感器数学模型  15-17
  2.3 双棒型磁通门传感器模型  17-19
  2.4 磁通门信号检测方法  19-26
    2.4.1 磁通门技术以二次谐波法为基础的应用方案  19-22
    2.4.2 磁通门系统采用二次谐波法拓宽频带的技术措施  22-23
    2.4.3 脉冲幅值法  23-24
    2.4.4 脉冲间隔法  24
    2.4.5 脉冲宽度法  24-26
  2.5 磁通门传感器性能指标  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章 宽带低噪声磁通门探头设计及数值仿真  28-38
  3.1 探头结构设计  29-31
    3.1.1 铁芯形状设计  29
    3.1.2 骨架与绕线筒  29-30
    3.1.3 线圈设计  30-31
  3.2 磁通门传感器的数值仿真  31-37
    3.2.1 铁芯的数学模型  32-33
    3.2.2 激励环节的数学模型与仿真计算  33-35
    3.2.3 测量环节的数学模型与仿真计算  35-36
    3.2.4 输出信号的频谱分析  36-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章 宽带低噪声磁通门传感器基本环节设计  38-50
  4.1 激磁电路设计  38-42
    4.1.1 振荡源设计  39-40
    4.1.2 分频电路设计  40
    4.1.3 功率放大电路设计  40-42
  4.2 接收信号处理电路  42-46
    4.2.1 接收信号处理电路设计  42-46
  4.3 后级处理电路设计  46-48
    4.3.1 低通滤波器设计  46-48
  4.4 降低磁通门噪声的技术措施  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章 宽带低噪声磁通门传感器测试结果  50-58
  5.1 对三分量磁通门传感器频响的测试  51-52
  5.2 对三分量磁通门传感器线性度的测量  52-55
    5.2.1 最小二乘法直线的线性度计算  53-55
  5.3 噪声测量  55-57
  5.4 本章小结  57-58
第六章 磁通门传感器数字化  58-69
  6.1 数字化部分各主要芯片选型  58-60
    6.1.1 主控器选型  58-59
    6.1.2 液晶模块选型  59
    6.1.3 数字化部分总体设计  59-60
  6.2 数字化硬件电路设计  60-63
    6.2.1 前置处理电路设计  60
    6.2.2 液晶显示电路接口设计  60-62
    6.2.3 通信接口电路设计  62-63
  6.3 主要软件功能的实现  63-68
  6.4 本章小结  68-69
第七章 结束语  69-70
参考文献  70-73
发表论文  73-74
致谢  74-75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器
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