基于GPS同步的新型低温超导磁力仪.pdf

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1、0‘u口7矧Vo1．28No．9传怂孜不罕报2015年9月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSept．20l5ANovelLowTemperatureSQUIDMagnetometerBasedonGPSSynchr0nizati0nWUJun*,QIULongqing，KONGXiangyan，RONGLiangliang，XIEXiaoming(ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shang

2、h。i200050，ChinnjAbstract：Tomeettherequirementsofhighprecisionmagneticfieldmeasurementandrem0tedatasvnchI．(】nizati0ningeophysicalexploration，thispaperpresentsanovelmagnetometerbasedonlow—temperatureSuperconductingQUantumInterferenceDevice(SQUID)andgraphicalsystemdevelopmentplatfo

3、rm，whichcanbeusedtomeasuremagneticfieldinasimpledirectreadoutwayandsynchronizedwithGPS．Firstofall，thispaperintroducesthework．ingprincipleandtheprogrammabledirectreadoutcircuitofthenovelSQUIDmagnet0meter，andthenfocusesonitshardwareandsoftwaredesign．Secondly，thepapergivesthemethod

4、sofGPSsynchronizationandsynchronizationaccuracycalibrationaftercompletingtheanalysisofSQUIDmagnetometerdatasynchronizationfactors．Finally，sev．eraltrialshavebeendonetoassessthemainperformanceandElectroMagnetieCompatibility(EMC)ofthenovelSU-perconductingmagnetometer，andcalibratedr

5、elatedfactorsaffectingitsdatasynchronization．Theresuhsshowthatthemagnetometerbackgroundnoiseisabout6fr／√Hz@1kHz．anditsdatasynchronizationaccuracyisbetterthan1gs，wellpositionedtomeetthepracticalrequirements．Keywords：magnetometer；GPSsynchronization；SQUID；magneticfieldmeasurement：d

6、irectreadoutcircuitEEACC：3240R；7210；7310L；7730doi：10．39690．issn．1004-1699．2015．09．014基于GPS同步的新型低温超导磁力仪伍俊，邱隆清，孔祥燕，荣亮亮，谢晓明(中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050)摘要：针对地球物理勘探中高精度磁场测量以及远距离数据同步的需求，本文基于低温超导量子干涉仪和图形化系统开发平台构建了一种可通过GPS同步的新型磁力仪，并可采用简便的直读方式进行磁场测量。首先介绍了新型低温超导磁力仪的工作原理，并重点阐述了由其程控直读电路以及软

7、硬件设计方案；然后在分析影响超导磁力仪数据同步因素的基础上，给出了GPS同步实现及其同步精度标定的方法；最后在良好的磁屏蔽环境中对超导磁力仪的性能以及电磁兼容进行了评估，并对影响其同步的相关因素进行了测试和标定，试验表明传感器的本底噪声约为6rr／4-~@lkHz，数据同步精度可达1las，满足实用要求。关键词：磁力仪；GPS同步；超导量子干涉仪；磁场测量；直读电路中图分类号：TH763文献标识码：A文章编号：1004—1699(2015)09—1347—07磁力仪是指可测量磁场强度和方向的仪器，现法。目前我国未探明的矿产资源基本分布在深部广泛应用于地

8、球物理勘探领域，而且是很多物探设矿或隐伏矿中，为提高物探中常用磁法探测的深度备的核心测量组件，