RTD型磁通门传感器数字量化技术研究

【摘要】磁通门现象是一种常见的磁饱和现象。磁通门传感器敏感元件利用周期性过饱和磁通量的变化产生的感应电动势对其轴向被测磁场进行调制。随着近些年来工程检测、电子技术以及制作工艺的普遍提高，特别是能够测量矢量磁场的磁通门传感器具有分辨力较高、量程大、体积小以及重量轻的特点，磁通门技术也被迅速推广到多种应用领域当中。但是，现在的磁通门传感器主要采用偶次谐波法进行磁场测量，其输出响应易受敏感元件结构的不对称所带来的奇次谐波噪声以及过多电路环节所带来的其它电子噪声的干扰，妨碍了磁通门传感器各项指标的进一步发展。进入二十一世纪，国外开始研究以时间差法进行磁场测量的磁通门传感器，希望以此提高现有磁通门技术水平。RTD（时间差）型磁通门传感器具有制作工艺简单、成本低、受电子噪声影响小、灵敏度高并且易于实现数字化测量等优点。因此，在国家自然科学基金的支持下，项目组开始了对RTD型磁通门传感器的相关研制工作，完成了对其工作原理、数学建模、敏感元件制作、数字化检测等基本内容的研究。磁通门技术是一种依靠磁学、冶金、电子以及计算机等学科的综合性技术。本文作者通过对RTD型磁通门技术的研究与分析，总结吸收国内外有关学者的论点，初步实现了RTD型磁通门传感器的数字化研究。全文主要介绍了RTD型磁通门传感器磁测工作原理，以及其在正弦波与三角波两种激励方式下的输出响应数学模型；分析了磁芯的磁滞回线特性对RTD型磁通门传感器输出的影响；给出了不同频率与电流的激励信号与磁滞回线特性的关系；阐述了RTD型磁通门传感器核心部件的结构、绕组方式、磁芯材料的选择以及屏蔽层的制作；实现了高精度可控的激励信号发生装置设计；完成了将模拟信号转换为数字信号及其进一步处理分析的工作；完成了对单分量RTD型磁通门传感器各项指标性能的测试与分析。全文为下一步的RTD型磁通门传感器研究工作提供了理论基础。
【作者】吴树军；
【导师】程德福；王言章；
【作者基本信息】吉林大学，检测技术与自动化装置，2014，硕士
【关键词】RTD型磁通门；磁滞回线；动态反正切磁滞模型；PSpice仿真；敏感元件；数字量化技术；

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