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一维磁通门磁力计的研究

作　者: 杨会平
导　师: 林钢
学　校: 华中科技大学
专　业: 理论物理
关键词: 磁通门传感器磁通门磁力计磁场测量相关检测软磁材料
分类号: TM936.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 372次
引　用: 8次
阅　读: 论文下载

内容摘要

磁通门磁力计是一种基于软磁材料磁化饱和时的非线性特性而工作的一种磁力计,用以精确测量大小为10-3T 以下的稳定或者低频交变的磁场,其应用范围涉及空间探索和地球物理等的许多领域。本文分析了磁通门传感器的工作原理以及磁通门磁力计的结构,利用数值分析的手段,形象地分析了磁通门的工作原理,并完成了开环和闭环的磁通门磁力计的原理样机的设计与制作,其中闭环采用PID 数字控制补偿待测场。磁通门传感器由用金属玻璃带VITROVAC6025 作铁芯材料、卷绕形成环形铁芯而成。激励信号周期为64 μs,采用二次谐波检测的方法进行信号检测。在此基础上完成了原理样机的定标方案设计和一维磁通门磁力计的测试。用16 位的A/D 转换器进行数据采集,在山洞实验室环境内开环测量结果表明,该原理样机开环分辨率达到5.68 ×10 ?11T,线性测量范围为1 ×10 ?7T。闭环磁通门磁力计实现了分辨率为5×10-10T,线性测量范围达到3.3×10-5T的磁场测量。用研制的磁力计进行了初步的地磁场测量应用,在对华中科技大学引力实验室山洞中东西方向进行了400 小时的地磁场观测,结果表明地磁场存在着半日波动,日变化约为12nT。本磁力计还可以用于飞行器、卫星等其他领域。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 引言  8-13
  1.1 磁场测量  8-10
  1.2 磁通门传感器发展概况  10-11
  1.3 本课题开展的意义  11-12
  1.4 本人所做的工作  12-13
2 磁通门磁力计工作原理及结构  13-23
  2.1 磁通门磁力计工作原理  13-18
  2.2 磁通门磁力计结构  18-22
  2.3 本章小结  22-23
3 一维磁通门磁力计设计及测试  23-38
  3.1 磁通门磁力计传感器及整体电路设计  23-30
  3.2 磁力计定标方案  30-31
  3.3 一维磁通门磁力计的实验结果  31-36
  3.4 实验磁力计进行地磁的初步观测  36-37
  3.5 本章小结  37-38
4 闭环磁通门磁力计的原理及测试  38-52
  4.1 闭环的工作原理  38-40
  4.2 实验方案  40-41
  4.3 实验结果  41-51
  4.4 讨论与小结  51-52
5 展望  52-55
  5.1 传感器、信号处理的改进  52-53
  5.2 三维闭环磁力计的研制  53-54
  5.3 磁通门的实际应用  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-61
附录 1 攻读硕士期间发表的论文  61-62
附录 2 整个磁通门磁力计电路图  62-63
附录 3 实验装置的实物照片  63

一维磁通门磁力计的研究

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