發(fā)布時(shí)間：2020-04-19 11:27

【摘要】：近年來,基于無源磁場(chǎng)的測(cè)量技術(shù)因其能夠測(cè)得真實(shí)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)而對(duì)磁場(chǎng)不產(chǎn)生影響,受到了越來越多的重視。微弱磁場(chǎng)測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)是通過磁場(chǎng)傳感器發(fā)現(xiàn)磁異常情況并提取其磁場(chǎng)特征與解析數(shù)據(jù)。本文基于AMR傳感器的原理及特點(diǎn),結(jié)合梯度測(cè)量法的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)了一套基于雙矢量磁強(qiáng)計(jì)的磁異常探測(cè)及處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括前端硬件檢測(cè)部分、數(shù)據(jù)采集部分及Labview磁場(chǎng)記錄分析軟件部分。前端硬件檢測(cè)部分作為該檢測(cè)系統(tǒng)中較為重要的一個(gè)部分,分別由磁信號(hào)采集電路、置位/復(fù)位電路及電源電路組成。其中,磁信號(hào)采集電路通過AMR傳感器實(shí)現(xiàn)了磁信號(hào)至電信號(hào)的轉(zhuǎn)換,以及后續(xù)的放大、濾波等處理;置位/復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)了一組強(qiáng)電流脈沖的產(chǎn)生,將雜亂無序的磁疇重新進(jìn)行排列,保證傳感器維持在一個(gè)高靈敏度狀態(tài);電源電路則根據(jù)上述兩板的工作需求提供電壓值不同且穩(wěn)定的電源。數(shù)據(jù)采集部分采用NI公司的USB 6009數(shù)據(jù)采集卡,該采集卡提供8路單端模擬輸入通道,最大采樣率為48ks/s,滿足設(shè)計(jì)所需。通過高速USB接口,可將數(shù)據(jù)上傳至Labview磁場(chǎng)記錄分析軟件部分。Labview磁場(chǎng)記錄分析軟件部分具有數(shù)據(jù)波形實(shí)時(shí)顯示、記錄及分析功能。該軟件在采集過程中可實(shí)時(shí)觀察到兩傳感器X、Y、Z三維方向的六路磁場(chǎng)強(qiáng)度波形,并支持?jǐn)?shù)據(jù)保存至指定文件夾。對(duì)己測(cè)數(shù)據(jù)采用梯度測(cè)量法進(jìn)行分析和計(jì)算,此方法可以有效的克服地球背景磁場(chǎng)的變化及周邊環(huán)境溫度變化等因素對(duì)系統(tǒng)的影響。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè),該系統(tǒng)可在Labview軟件中實(shí)時(shí)顯示出空間中三維磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度,同時(shí)利用梯度測(cè)量法計(jì)算,使探測(cè)到的磁異常情況得到突出。
【圖文】：

逡逑圖２－１磁阻傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)逡逑當(dāng)外加磁場(chǎng)與易磁化軸方向平行時(shí)，電橋的四個(gè)磁阻元件的阻值變化相同，逡逑輸出為零。當(dāng)外加磁場(chǎng)與易磁化軸垂直時(shí)，左下和右上的橋臂電流與磁化方向的逡逑夾角增大，電阻減�。粒�？。左上和右下的橋臂電流與磁化方向的夾角減小，電阻逡逑增大Ａ／？。通過分析可知，此時(shí)輸出電壓表達(dá)式如式（２－２）所示：逡逑Ｕ邋＝邋ＶｈｘＡＲ／Ｒ邐（２．２）逡逑式中。為電橋供電電壓，Ｒ為橋臂電阻，Ｍ／尺為磁阻阻值的相對(duì)變化率，逡逑Ｕ為輸出電壓且與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。因此，各向異性磁阻傳感器輸出電壓與逡逑磁場(chǎng)強(qiáng)度成線性關(guān)系，可利用其測(cè)量磁場(chǎng)。逡逑２．１．２磁阻傳感器的選型逡逑目前

逡逑圖２－１磁阻傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)逡逑當(dāng)外加磁場(chǎng)與易磁化軸方向平行時(shí)，電橋的四個(gè)磁阻元件的阻值變化相同，逡逑輸出為零。當(dāng)外加磁場(chǎng)與易磁化軸垂直時(shí)，左下和右上的橋臂電流與磁化方向的逡逑夾角增大，電阻減�。粒�？。左上和右下的橋臂電流與磁化方向的夾角減小，電阻逡逑增大Ａ／？。通過分析可知，，此時(shí)輸出電壓表達(dá)式如式（２－２）所示：逡逑Ｕ邋＝邋ＶｈｘＡＲ／Ｒ邐（２．２）逡逑式中。為電橋供電電壓，Ｒ為橋臂電阻，Ｍ／尺為磁阻阻值的相對(duì)變化率，逡逑Ｕ為輸出電壓且與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。因此，各向異性磁阻傳感器輸出電壓與逡逑磁場(chǎng)強(qiáng)度成線性關(guān)系，可利用其測(cè)量磁場(chǎng)。逡逑２．１．２磁阻傳感器的選型逡逑目前
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM936

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2633252