国家自然科学基金(41274183)
- 作品数：11 被引量：39H指数：4
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- 相关机构：吉林大学教育部北华大学更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程天文地球电气工程更多>>
- 航空ZTEM磁传感器调理电路低噪声优化设计被引量：8
- 2018年
- 航空Z轴倾子电磁测量系统（ZTEM）空心感应磁传感器的感应线圈具有源阻抗大的特点,并且调理电路需要设置高通滤波器来抑制低频干扰。为实现电路的低噪声设计,针对感应线圈源阻抗大的问题,第一级采用以差分结型场效应管（JFET）对管为核心器件的负反馈结构,通过对第一级电路进行噪声建模,得出只有当JFET电压噪声是唯一主要噪声源时,电路整体性能最优的结论;针对低频部分,由于高通滤波器影响导致电路噪声特性被抬高的问题,通过优化第一级电路增益和高通滤波器截止频率的方法得以改善。实验结果表明,该电路结构简单,调试方便,其电流噪声为11 fA/√Hz,电压噪声为4 nV/√Hz@30Hz和2 nV/√Hz@1kHz。与超低噪声放大器LT1028和OPA827的对比实验表明,自制电路在ZTEM空心感应线圈动态阻抗范围内,噪声性能优异,满足ZTEM信号调理电路低噪声优化设计的预期要求。
- 王言章石佳晴时洪宇
- 关键词：调理电路低噪声参数优化
- 时间差型磁通门灵敏度及稳定性研究被引量：2
- 2016年
- 为了提高时间差型磁通门的灵敏度及稳定性,当敏感单元及检测电路确定时,激励信号参数选取和时间差数据处理成为了关键。文中在建立磁通门灵敏度随正弦激励信号参数变化模型的基础上,选取参数条件提高灵敏度,并针对时间差存在随机波动,提出了将变系数拉依达准则与等权端点平滑相结合的时间差混合处理方法,能够实时动态地处理时间差数据。结果显示在±4×10^4n T范围内灵敏度达到550 ns/n T,时间差波动可降低93%。实验结果表明,灵敏度变化模型能够有效地指导选取激励参数来提高灵敏度,并结合混合处理算法,减小了时间差波动,增强了磁通门的稳定性。
- 庞娜程德福王言章吴树军刘福媚李枫
- 时间差型磁通门敏感单元巴克豪森噪声处理研究被引量：9
- 2015年
- 敏感单元是时间差型磁通门传感器的核心,磁芯在交变磁场激励下产生巴克豪森噪声,该噪声直接影响后续电路输出信号质量及时间差检测,限制了磁通门稳定性和灵敏度的提高。针对时间差型磁通门的工作原理,对巴克豪森噪声特点进行分析,研究该噪声与磁芯磁导率之间的关系。在Simulink仿真平台上以动态反正切磁滞回线模型为基础,搭建敏感单元巴克豪森噪声模型。根据噪声分布规律将小波滤波应用到感应信号去噪处理中,利用时间差信噪比对比分析不同滤波方法的效果。仿真及实测结果表明,小波滤波能有效去除巴克豪森噪声,时间差信噪比提高133倍,时间差波动小于35μs,为提高时间差型磁通门敏感单元检测精度和稳定性提供了依据。
- 庞娜程德福王言章吴树军曲文亮
- 关键词：磁通门传感器巴克豪森噪声小波滤波
- RTD型磁通门传感器检测系统设计被引量：3
- 2015年
- 为了对外界静磁场进行检测,设计了滞留时间差(RTD)型磁通门传感器的检测系统。通过对检测系统信号调理电路、数字存储单元以及数据处理算法等方面的设计优化,提高了检测系统的检测精密度和准确度。在电磁屏蔽室中,利用赫姆霍兹线圈给定外磁场,对所设计的检测系统进行测试,实验结果表明:时间差波动小于±0.1μs,在±5×104n T范围内线性度误差为±0.21%,灵敏度为22.4 s/T,多次测量标准差不大于0.03,适合用于对静磁场的检测。
- 王言章李京杰刘维赵辰阳陈思宇
- 关键词：磁通门传感器信号调理数据处理
- 动态磁导率的反正切模型研究及其在时间差型磁通门的应用被引量：2
- 2012年
- 为更好研究时间差型磁通门的特性,对磁滞回线模型进行研究。针对反正切模型曲率固定导致磁导率与实际磁芯存在偏差的不足,提出基于动态磁导率的磁滞回线反正切模型。将模型相对偏差由原来的10%降低至3%以内。利用动态磁导率模型对时间差磁通门的输出响应进行研究,模型计算结果与仿真偏差小于5%。动态磁导率模型为磁芯研究提供了理论依据,同时其对磁导率的精确逼近可以使利用磁导率计算的磁传感器研究结果更加精确且符合实际。
- 卢浩程德福王言章吴树军
- 关键词：磁滞回线PSPICE
- 地磁扰动检测用低噪声低偏置斩波放大电路研究被引量：1
- 2020年
- 由离散器件搭建的斩波电路由于电荷注入和时钟溃通效应会产生直流偏置电压,使得低频弱地磁扰动信号淹没,无法有效提取。为了解决上述问题,采用自动置零技术和斩波技术相结合的方法,设计了一种新型的低偏置斩波放大电路,通过提取传统斩波电路的直流偏置电压特征值,进行反馈抵消,从而抑制电路中固有的直流偏置电压。结果表明,低偏置斩波放大电路直流偏置电压为2.2μV,低于低偏置运算ADA4528的2.5μV;在0.1~10Hz的低频段,设计的低偏置斩波放大电路噪声峰峰值为28 nV,低于ADA4528的96 nV,降低到后者的29%。
- 李吉生王言章纪诚刘飞石佳晴陈思宇陈晨
- 关键词：地磁扰动
- 星载感应式空心磁芯磁传感器的研究被引量：1
- 2017年
- 优化设计了频率带宽为1 Hz^10 k Hz的空心磁芯感应式磁传感器。首先提出空心结构的磁芯,分析空心磁芯的退磁因数和有效磁导率,并仿真、实测空心磁芯感应线圈的磁通,得出一定壁厚的空心磁芯感应线圈的磁通可以等于相同长径比棒状磁芯感应线圈的磁通。然后分析空心磁芯感应式磁传感器的灵敏度与噪声,通过数学算法优化噪声公式达到要求的噪声指标和较低的重量。为验证理论分析,设计空心磁芯感应式磁传感器,在屏蔽室对空心磁芯感应式磁传感器的性能进行测试,频率高于400 Hz时灵敏度为0.73 V/n T。100 Hz时噪声为0.06 p T/Hz1/2,总重量为80 g。实测的空心磁芯感应式磁传感器的灵敏度与噪声和理论分析一致。空心磁芯感应式磁传感器与THEMIS相比具有噪声低、重量轻的优点,能够满足空间电磁探测的实用条件。
- 王言章黄文雪时洪宇
- 关键词：重量轻灵敏度
- 感应式磁传感器标定磁场处理方法研究被引量：9
- 2013年
- 在感应式磁传感器灵敏度测试中将通电长直螺线管内部磁场近似为均匀恒定磁场的假设,导致实测灵敏度曲线值低于真实值。对通电长直螺线管内部磁场分布的非均匀性进行理论论证与仿真实验,提出采用均值法对标定磁场的不均匀性进行处理。将处理前后的实测灵敏度曲线与理论曲线进行对比后得出结论:处理后的曲线更接近理论曲线。
- 万云霞王言章程德福
- 关键词：灵敏度通电螺线管非均匀性
- 接地电性源空地瞬变电磁探测传感器的研制被引量：7
- 2014年
- 根据一维层状模型,正演计算了探测深度为1000m时接收电磁信号的特点,进而确定了接收传感器的基本性能参数。建立了传感器的等效模型,分析了不同匹配状态下传感器的频率特性及对其灵敏度的影响。在对传感器噪声源建立等效模型的基础上,给出了影响传感器噪声水平的各噪声源随频率变化的规律,同时给出了高源阻抗下降低传感器噪声的方法。野外试验采用已知异常线圈响应对传感器的输出特性进行测试,测试结果与理论计算结果相吻合,同时其噪声特性能够满足实地探测的需要。
- 林君符磊王言章徐江嵇艳鞠杨蒙蒙
- 关键词：信息处理技术等效模型噪声分析频率特性
- 浅层不均匀体对大定源瞬变电磁响应的影响被引量：1
- 2014年
- 根据瞬变电磁法基本原理,当大定源发射回线下方存在局部不均匀体时,由于不均匀体在接收线圈中产生的二次场方向不同,导致衰减曲线与均匀大地响应曲线偏离。为了分析浅层不均匀体对衰减曲线的影响,采用大定源回线装置发射电流为梯形波,回线面积为150m×150m,电流波形为梯形波,幅值为10A,关断时间为176μs;对于时间常数分别为1、3、5ms的浅层不均匀体,利用多匝密绕的闭合线圈(即异常线圈模型)的电磁信号衰减规律,来模拟其响应衰减曲线。研究表明,当异常线圈位于发射回线下方或者是框边下方时,随着发射、异常、接收之间的相对位置的变化,三者之间的互感发生变化,引起异常线圈的响应可能为负值,致使接收到的综合响应衰减曲线出现过0情况。因此,大定源回线结构下存在不均匀体时,产生的负响应值在后续处理时需要引起注意。
- 王言章杨蒙蒙符磊林君
- 关键词：瞬变电磁
