双磁路磁通门传感器及磁场测量系统的研究

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1、工学硕士学位论文双磁路磁通门传感器及磁场测量系统的研究王向鑫哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号:TP212.1，TN761.3工学硕士学位论文双磁路磁通门传感器及磁场测量系统的研究硕士研究生：王向鑫导师：施云波申请学位级别：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TP212.1，TN761.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyof

2、FluxgateSensorwithDualMagneticCircuitandMagneticFieldMeasurementSystemCandidate：WangXiangxin、Supervisor：ShiYunboAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：InstrumentScienceandTechnologyDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityo

3、fScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《双磁路磁通口传感器及磁场测量系统的研究》，在哈尔滨理工大学攻读硕古学，是本人在导师指导下。据本人所知位期间独立进行研究工作所取得的成果，论文中除已注明部分之外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个。人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名＞年：日期；沪／／月日＿？哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书

4、《双磁路磁通口传感器及磁场测量系统的研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存，同意学校保留、使用学位论文的规定并向有关部口提交论文和电子版本。本人授权哈尔，允许论文被查阅和借阅滨理工大学可采用影印，可公布论文的、缩印或其他复制手段保存论文全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密回（请在Ｗ上相应

5、方框内打Ｖ）作者签名：王句金日期：ｊＪＩ）年３只如Ｂ：屋年口日导师签名；或Ｉ乾日期３月３哈尔滨理工大学工学硕士论文双磁路磁通门传感器及磁场测量系统的研究摘要磁场测量已经深入到空间科学、国防科学、生物医学、地球物理学以及工业探伤等各个领域，成为不可或缺的检测方法。但由于磁场测量存在着信号微弱、易受激磁信号干扰等问题，影响其具体应用，为此，研究新型磁传感器及检测方法是十分必要的。本文在研究了大量有关磁场测量文献的基础上，提出了双磁路磁通门传感器结构，并研制了相应的磁场测量系统，主要包括磁通门传感

6、器、激励系统和检测系统等主要模块。首先讨论了磁通门技术基本原理，阐述了变压器效应和磁通门效应的本质区别，在此理论的基础上研制了一种双磁路磁通门传感器，并给出了磁通门传感器的数学模型，分析了其结构的特点。针对磁通门传感器存在变压器效应和传统的方波激励磁通门易出现谐波干扰等问题，设计了一种采用正弦波激励磁通门的激磁系统。激磁系统具有很强的通用性，可以实现方波和正弦波的切换，激励系统的带宽为1kHz-4MHz，激励信号输出电流为0.03-3A。在分析了设计的磁通门传感器输出信号特性基础上，研制了相应的检测电路，设

7、计了模拟锁相放大器，并采用较为成熟的二次谐波法，提取与被测磁场相关的二次谐波信号，通过数据采集系统实现磁场信号数据的显示。搭建了系统测试平台，并进行了整体测试，确定了传感器在正弦波激励下的最佳激磁频率为16kHz。对传感器进行了标定，给出了系统的测试结果：激励电流为200mA、传感器功耗为160mW、测量范围是0-3mT、灵敏度1.1（mV/μT）、分辨力0.99μT。实验结果表明，本系统实现了对小范围磁场强度的测量，为实用化奠定了技术基础。关键词双路磁；磁通门；激励系统；锁相放大器；磁场测量-I-哈尔滨理

8、工大学工学硕士论文StudyofFluxgateSensorwithDualMagneticCircuitandMagneticFieldMeasurementSystemAbstractMagneticfieldmeasurementhasbeendeepintoallareasofspacescience,nationaldefensescience,biomedicine,geophysicsandindu