同源偶次谐波磁通门磁梯度仪研究

发布时间：2020-09-22 10:51

　　 磁梯度是描绘磁场环境沿某方向变化的重要指标,其测量值为两点磁场值与其间距离的比值。磁梯度相较于总场,具有明显的空间指向性,对于磁异常有极高的分辨能力。由多个磁通门组合搭建的磁通门磁梯度仪由于其体积小、结构简单、稳定性好、灵敏度高的特点,广泛应用于空间、航空、航海等领域的磁梯度测量。在磁通门磁梯度仪的研制过程中,测量两点磁场的磁通门传感器受工艺影响存在不一致的问题,其不一致性将降低梯度计算结果准确度。为解决此问题,本文提出同源磁通门磁梯度仪,通过激励信号同源的方式提高磁梯度仪两个传感器的一致性,在梯度计算中将激励信号误差进行差分计算,进而提高磁梯度仪准确度。本文的核心内容如下:1.通过引入频率误差因子,重构磁通门磁梯度仪的理论输出表达式,并根据磁芯规格将表达式定量化。仿真频率误差在一定范围内,其对同源和非同源磁梯度仪计算结果的影响。2.根据激励信号的同源性设计激励线圈串联的同源磁通门磁梯度仪探头。探头设计主要包括磁芯选择,骨架设计及激励、感应、反馈线圈匝数设计。3.根据闭环磁通门电路设计原理设计同源磁通门磁梯度仪的硬件电路。同源磁通门磁梯度仪的硬件电路主要包括激励电路,感应信号处理电路,反馈回路,调零基准电路四部分。4.与非同源磁通门磁梯度仪对比实验。同源磁通门磁梯度仪与由两个Mag-03传感器组成的非同源磁通门磁梯度仪测量同一磁梯度值,对比两种磁梯度仪的测量结果。同源磁通门磁梯度仪计算结果误差减小53.85%,实验结果与仿真结果吻合,同源方式能够提升磁梯度仪的测量准确度。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH89
【部分图文】：

第 1 章 绪 论场对于距离的二阶微分，也就是础。对于磁梯度或者磁张量系续的优化处理。量仪的研究，主要包括超导磁代末以来，德国、澳大利亚等德国光电技术研究院[16]开始对温超导量子干涉磁梯度张量仪的磁梯度张量数据，获得世界 JESSY STAR 如图 1.1 所示。磁梯度张量仪 GETMAG 如图度张量仪所需传感器数量，实

图 1.3 丹麦大学磁梯度仪探头（a）测试环境 （b）测量原图 1.4 美国海军水面作战中心 MagSTAR度张量仪的研究还处于起步阶段。对于磁通基于球形反馈线圈的磁梯度张量仪的研究[20]科学院上海系统所已经开始对超导磁梯度张统的后续优化处理中，由于其需要多个传感

图 1.5 磁梯度仪校准结果 D. Gebre-Egziabher[23]等人通过非线性最小二乘度仪的影响，再求解安装位置误差及传感器本身乘算法优化。经过优化后的磁梯度仪其残差小.6 所示，其外界环境磁场将导致其磁梯度仪输出误差等将使其输出结果形状发生变化。

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本文编号：2824283