数字磁通门传感器电子学单元研究

【摘要】矿产资源关系到国家的经济发展，而磁法勘探技术是普查矿产资源的有效手段之一。我国目前的矿产资源调查，总体趋势正从浅部向深部过渡，由国内向国外扩展。在国际上，磁卫星测量技术是实现以上目标的新趋势。磁通门传感器具有分辨率高、测量范围宽、简易可靠、经久耐用等特点，被广泛应用于恒定或低频变化的弱磁场测量。本文在查阅了大量国内外磁通门传感器相关资料的基础上，阐述了磁通门传感器的基本原理和结构。再详细介绍了数字磁通门传感器的软硬件设计，以及人机交互界面的设计。该磁通门传感器的探头由中国科学技术大学提供，整个系统使用9.6KHz方波对该探头进行激励，并采用二次谐波检测的方法进行信号检测。鉴于系统的完善性，使用了自动补偿方式。基于上述理论，完成了数字磁通门传感器原理样机的设计和制作。为了验证原理样机的可行性和准确性，配置了SD卡进行数据采集。将苏州实验室一整天的采样数据与北京十三陵世界最先进磁强计同时段的数据对比，可以发现磁场测试曲线基本一致。据中国科学院地质与地球物理研究所杜教授所述，该样机已经非常接近世界先进水平。进一步测试结果得知，该原理样机的分辨率达到0.02nT，线性测量范围为±65000nT，完全满足地磁场的测量要求。该系统具有体积小、重量轻、方便移动等优点，在地震观测、矿藏勘探等领域可发挥积极作用。最后，本文结合系统工程的要求提出了几点改进措施。
【作者】支萌辉；
【导师】乔东海；
【作者基本信息】苏州大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】数字磁通门传感器；二次谐波法；∑-Δ调制；PID控制；带通滤波器；

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