低噪声感应式磁传感器的研究与设计.pdf

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1、工学硕士学位论文低噪声感应式磁传感器的研究与设计哈尔滨理工大学2015年3月 国内图书分类号：TN821+.2工学硕士学位论文低噪声感应式磁传感器的研究与设计硕士研究生：刘琦导师：韦琦教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：信号与信息处理所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学 ClassifiedIndex：TN821+.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchandDesignofaLowNoiseInductiveMagneticSensorLiuQiCandidate：Prof.We

2、iQiSupervisor：MasterofEngineeringAcademicDegreeAppliedfor：SignalandInformationProcessingSpecialty：March,2015DateofOralExamination：HarbinUniversityofScienceandTechnologyUniversity： 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《低噪声感应式磁传感器的研究与设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已

3、发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：刘琦日期：2015年03月30日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《低噪声感应式磁传感器的研究与设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容

4、。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√。(请在以上相应方框内打√)作者签名：刘琦导师签名：韦琦日期：日期：2015年2015年03月03月30日30日 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文低噪声感应式磁传感器的研究与设计摘要感应式磁传感器在对频域范围的电磁信号检测中有着重要地位，是被大量使用的电磁检测设备，具有轻便灵活、探测范围广、效率高、成本低、分辨率高等特点。磁传感器在国外起源较早，几家发达国家的制造公司，近几年来在其精度、工艺、便携性等方面都实现了突破。但随着产品不断更新换代，价格也随之增长，同时依赖进口始终存在诸多弊端。而国内电磁探测工作始于上世纪中期，发展历程短，技术落后，

5、局限了我国电磁检测设备的发展前景。为实现海底电磁异常信号的实时检测，本文对感应式磁传感器进行了分析和研究，优化设计一款高灵敏度、低噪声的磁传感器。磁芯感应线圈和放大电路是磁传感器的物理组成部分，本文分别对这两部分进行优化：首先在理论方面研究了感应式磁传感器的测磁原理及其物理组成结构；其次对感应线圈部分进行分析及优化，通过对不同磁芯材料的性能及参数对比分析选取合适的磁芯材料，并采用在磁芯两端加入磁通收集器的方法来提高磁芯有效磁导率，同时用叠片叠制并切割的磁芯来增大有效面积，以此来优化磁芯的性能；给出感应线圈参数R、L、C的理论分析及计算公式，通过分析线圈的绕线材料、漆包线的最优有效直径和绕线方

6、法，完成线圈的最优设计，给出最优参数和分段绕线的加工方式；再次对磁传感器的噪声来源进行了深入分析和理解，以减小磁传感器的自身固有噪声为设计目标，确定磁传感器中放大电路的设计方案；并完成前置放大器和其它电子器件的型号及数值的选择；最后通过分别对磁传感器中各个部分的分析、仿真和实测，确定了磁传感器整体的最优化设计，并完成了等效磁感应噪声测试，通过与现有的磁传感器对比，本文设计的感应式磁传感器是可行的，能够达到较低噪声水平。关键词感应式磁传感器；低噪声；磁通收集器；有效磁导率；等效磁感应噪声-I- 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ResearchandDesignofaLowNoiseInducti

7、veMagneticSensorAbstractInductivemagneticsensorhasanimportantpositionintheelectromagneticsignaldetectioninthefrequencydomain.Asanelectromagneticdetectionequipment,ithasthemanyadvantages,suchaslightweight,fl