自“十三五”科技創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃提出以來(lái),對(duì)深地、深空、深海的探索從未停止,磁傳感器在其中扮演著重要的角色。磁通門傳感器因?yàn)槠涔ぷ鞣�(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),是探測(cè)低頻或直流磁場(chǎng)的主要手段。由于磁測(cè)需求不斷提高,國(guó)際上掀起了對(duì)新型磁通門傳感技術(shù)的探索浪潮,旨在研究結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、指標(biāo)更優(yōu)良,適用范圍更廣的磁通門磁力儀。時(shí)間差（RTD）型磁通門傳感技術(shù)是一種新型的磁通門磁測(cè)技術(shù),它采用時(shí)間域的測(cè)量方法,有效規(guī)避了傳統(tǒng)偶次諧波型磁通門無(wú)法避免的探頭對(duì)稱性誤差,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功耗低等特點(diǎn)。自2005年以來(lái),國(guó)際上開(kāi)展了對(duì)RTD型磁通門傳感器細(xì)致的研究,其中涉及到對(duì)傳感器工作原理的分析,傳感器敏感元件的結(jié)構(gòu)、外圍電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),取得了一定得成果。但是磁芯的磁滯特性是磁通門傳感器的基礎(chǔ),磁滯回線的內(nèi)在波動(dòng)特性限制了該傳感器性能的進(jìn)一步提升。因此,本文從磁芯的內(nèi)稟參數(shù)矯頑力出發(fā),以矯頑力的波動(dòng)性表征磁滯回線的波動(dòng)性,分析并量化了矯頑力的波動(dòng)對(duì)傳感器輸出的影響,建立了RTD型磁通門傳感器的動(dòng)態(tài)磁滯模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)傳感器靈敏度和噪聲水平進(jìn)行了研究,建立了RTD型磁通門傳感器的近零磁場(chǎng)下的靈敏度模型和噪聲傳遞模型;... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 弱磁檢測(cè)中的磁通門傳感器
        1.1.2 磁通門磁力儀的研究背景
        1.1.3 磁滯回線模型的研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 磁通門傳感器的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 RTD型磁通門傳感器及磁滯模型的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 RTD型傳感技術(shù)研究中存在的問(wèn)題
    1.3 本文研究目的和意義
    1.4 論文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 論文研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 RTD型磁通門的磁滯狀態(tài)分析及傳感原理
    2.1 引言
    2.2 磁滯模型的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 磁芯的磁化過(guò)程
        2.2.2 靜態(tài)磁滯:Jiles-Atherton模型
        2.2.3 動(dòng)態(tài)磁滯:自由能（Free energy）模型
    2.3 RTD型磁通門傳感原理及其數(shù)學(xué)描述
    2.4 本章小結(jié)
第3章 RTD型磁通門傳感器的動(dòng)態(tài)磁滯模型
    3.1 引言
    3.2 動(dòng)態(tài)磁滯模型研究
        3.2.1 矯頑力的隨機(jī)分布特性
        3.2.2 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的勢(shì)能函數(shù)
        3.2.3 RTD型磁通門傳感器的動(dòng)態(tài)磁滯回線模型
    3.3 驗(yàn)證矯頑力的波動(dòng)性
        3.3.1 動(dòng)態(tài)磁滯測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.3.2 矯頑力波動(dòng)性的測(cè)量結(jié)果及其對(duì)傳感器性能影響的量化分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于動(dòng)態(tài)磁滯的近零磁場(chǎng)下的RTD型磁通門的靈敏度模型
    4.1 引言
    4.2 RTD磁通門傳感器靈敏度建模
        4.2.1 不同激勵(lì)波形下的靈敏度
        4.2.2 動(dòng)態(tài)差分磁導(dǎo)率表征的磁芯磁滯狀態(tài)
        4.2.3 動(dòng)態(tài)差分磁導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.3 靈敏度模型的計(jì)算及結(jié)果
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)條件
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于動(dòng)態(tài)磁滯模型的噪聲性能優(yōu)化分析
    5.1 引言
    5.2 RTD型磁通門傳感器的噪聲源
        5.2.1 傳感器系統(tǒng)的電子噪聲
        5.2.2 磁芯內(nèi)部的磁噪聲
        5.2.3 RTD型磁通門的噪聲傳遞模型
    5.3 RTD磁通門傳感器的信噪比優(yōu)化方法
        5.3.1 噪聲源與噪聲抑制方法
        5.3.2 噪聲測(cè)量結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第6章 RTD型磁通門傳感器設(shè)計(jì)
    6.1 引言
    6.2 RTD磁通門傳感器的探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        6.2.1 磁芯的退磁效應(yīng)
        6.2.2 RTD型磁通門探頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    6.3 激勵(lì)條件及磁芯材料選擇
        6.3.1 磁性材料的選擇
        6.3.2 激勵(lì)條件的選擇
    6.4 信號(hào)調(diào)理電路及傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        6.4.1 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)
        6.4.2 傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    6.5 本章小結(jié)
第7章 RTD型磁通門傳感器測(cè)試及處理
    7.1 引言
    7.2 RTD型磁通門傳感器實(shí)驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果分析
    7.3 基于時(shí)頻分析的性能提升方法
        7.3.1 SFTD方法的意義及目的
        7.3.2 SFTD方法
        7.3.3 SFTD方法的測(cè)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    7.4 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 主要研究工作與成果
    8.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及攻讀博士期間科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]RTD型磁通門傳感器數(shù)字量化技術(shù)研究[D]. 吳樹軍.吉林大學(xué) 2014
[2]超導(dǎo)量子干涉儀應(yīng)用研究[D]. 陳林.華中科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3019721