海洋做為地球未完全開(kāi)發(fā)的資源,將成為本世紀(jì)的熱點(diǎn),因此水下潛航器在科學(xué)考察、軍事、商業(yè)等方面都將具有非常大的應(yīng)用前景,而實(shí)現(xiàn)水下長(zhǎng)時(shí)間且高精度的自助導(dǎo)航是目前水下潛航器必須突破的關(guān)鍵技術(shù),也是導(dǎo)航領(lǐng)域研究的難點(diǎn)及亟待解決的問(wèn)題。由于地磁場(chǎng)模型的建立,因而可利用地磁場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)地磁場(chǎng)匹配技術(shù),但是目前主要使用的單地磁要素的匹配導(dǎo)航的精度較低。針對(duì)水下導(dǎo)航技術(shù)的問(wèn)題,本文在對(duì)地磁導(dǎo)航和磁場(chǎng)檢測(cè)進(jìn)行大量調(diào)研的基礎(chǔ)上,選取多地磁要素導(dǎo)航作為地磁導(dǎo)航方法,提出了一種檢測(cè)多個(gè)地磁要素的便攜式設(shè)備方案。整體設(shè)備以檢測(cè)多個(gè)地磁要素為目標(biāo),選擇磁通門(mén)傳感器作為磁場(chǎng)檢測(cè)器件,并在整體設(shè)備中加入慣性導(dǎo)航模塊。通過(guò)對(duì)磁通門(mén)和慣性測(cè)量單元數(shù)據(jù)的計(jì)算,最終得到地磁場(chǎng)總量、垂直分量和水平分量。為實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)要素的檢測(cè),研制出基于電磁感應(yīng)原理的三軸磁通門(mén)檢測(cè)系統(tǒng),主要有以下部分:磁通門(mén)探頭、激勵(lì)電路、慣性模塊、感應(yīng)電路及微處理器。本文首先對(duì)磁通門(mén)原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并在此基礎(chǔ)上,根據(jù)地磁場(chǎng)微弱磁場(chǎng)的特性,制備出陶瓷材料的環(huán)形磁通門(mén)傳感器,設(shè)計(jì)出激勵(lì)電路和基于二次諧波的感應(yīng)電路,最后由單片機(jī)將采集到的磁場(chǎng)信息和慣性測(cè)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

微型雙軸磁通門(mén)芯片

能夠評(píng)估磁芯材料，開(kāi)閉環(huán)，回路形狀與激勵(lì)波形對(duì)。展現(xiàn)狀磁通門(mén)發(fā)展較晚，且受到基礎(chǔ)工業(yè)和標(biāo)定設(shè)備等方磁通門(mén)傳感器設(shè)備的性能仍不能和國(guó)外領(lǐng)先技術(shù)相我國(guó)檢測(cè)儀器的弱項(xiàng)。哈爾濱工業(yè)大學(xué) MEMS 中心為了制備出體積小重量磁傳感器，采用微機(jī)械加工方法制備出微型磁通門(mén)膜電鑄這兩種途徑制備微型磁通門(mén)磁芯的工藝，提高敏度。楊建中等人[33]研制出基于 MEMS 工藝的微型磁通門(mén)和 MEMS 進(jìn)行結(jié)合的又一產(chǎn)物，在航空測(cè)磁方面，了很大作用，主要依據(jù)磁通門(mén)理論和各類(lèi)微型磁通門(mén)制一款雙軸的小型磁通門(mén)傳感器。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文度的方法。數(shù)值模擬表明，當(dāng)勵(lì)磁電流足夠強(qiáng)到飽和磁芯時(shí)，感應(yīng)電壓波波譜由高階偶次諧波組成。由于高次偶次諧波的幅值與二次諧波的幅值相此可以通過(guò)檢測(cè)幾個(gè)重要諧波來(lái)提高靈敏度。利用由激勵(lì)的 2、4、6 和 8的方波組成的參考波形，發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)使用 2 次諧波參考的情況相比，傳感敏度提高了 2.6 倍。所提出的技術(shù)能夠幫助提高 CMOS 微型磁通門(mén)的靈敏2015 年，Lu 等人[36]介紹一種新型的三軸小型磁強(qiáng)計(jì)，它由平面磁通門(mén)正交鐵磁導(dǎo)軌組成，磁芯中心位于鐵磁導(dǎo)軌上，整體結(jié)構(gòu)如圖 1-5 所示。感器具有十字形鐵磁芯，該鐵磁芯對(duì)角地放置在正方形勵(lì)磁線圈上，在該勵(lì)磁線圈下分配了兩對(duì)用于平面內(nèi)磁場(chǎng)檢測(cè)的拾取線圈。這種新穎的器件認(rèn)為非常適合擴(kuò)展到由當(dāng)前 CMOS-MEMS 技術(shù)制造的硅傳感器，并且強(qiáng)便攜式工業(yè)電子領(lǐng)域中應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]方波激勵(lì)磁通門(mén)接口ASIC設(shè)計(jì)[D]. 董俅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



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