低噪声宽频带感应式磁传感器.pdf

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1、106传感器与微系统(TransducerandMierosystemTechnologies)2014年第33卷第7期低噪声宽频带感应式磁传感器魏丽英(长春工业大学人文信息学院。吉林长春130000)摘要：感应式磁传感器是频率域电磁(FEM)法中使用最广泛的磁传感器，通常由感应线圈和前置放大器组成，其中前置放大电路是影响磁感应式磁传感器性能指标的核心因素。为了增加感应式磁传感器探测深度和微弱磁场信号的能力，要求前置放大电路具有宽频带、低噪声等性能。基于磁通负反馈的原理，设计并研制了斩波前置放大器，有效抑制了感应线圈的输出噪声，使感应线圈谐振频率两侧具有平坦的

2、幅频特性曲线，拓宽了感应式传感器的响应频带。在屏蔽室内对感应式磁传感器的性能指标进行了测试，其频带范围为0．001Hz一10kHz，输入噪声为3．75nV／e'~，为感应式磁传感器在实际中的应用提供了性能保障。关键词：频率域电磁法；感应式磁传感器；斩波前置放大器；宽频带；低噪声中图分类号：‘0657．3文献标识码：A文章编号：1000-0787(2014)074)106--03LownoisebroadbandinductivemagneticsensorWEILi—ying(CollegeofHumanitiesandInformation，Changchu

3、nUniversityofTechnology，Changchun130000，China)Abstract：Inductivemagneticsensoristhe[hostwidelyutilizedmagneticsensorsinfrequencydomainelectromagnetic(FEM)method，generalyitconsistsofinductivecoilandpre—amplifierwhichis‘riticalfactortoafectperformanceofmagneticinductivesensor．Inordert

4、omakeinductivemagneticsensortodetectweakmagneticsignalsanddeepunderground，thepreamplifierwithbroadbandandlownoiseisrequired．Thechopperpreamplifierisdesignedanddeveloped，basedontheprincipleofmagneticfluxnegmivefeedback，andoutputnoiseofinductioncoiliSinhibitedeffectivelyandbothsidesof

5、theresonantfrequencyofinductioncoilhaveflatamplitude—frequencycharacteristiccurvewhichbroadenresponsebandofinductivesensor．Theperformanceofmagneticinductivesensoristestedinshieldedroom，the~equencyrangeis0．001Hz～10kHz，andinputnoiseis3．75nV／~rHzwhichguaranteesperformanceforinductivema

6、gneticsensorinrealapplication．，Keywords：frequencydomainelectromagnetic(FEM)method；inductivemagneticsensor；chopperpreamplifier；broadband；lownoise0引言测深度空间矿产资源的目的。德国Metronix公司的MFS一磁感应传感器基于法拉第电磁感应原理，能够感应所06磁感应传感器频率范围为0．000lHz一10kHz，噪声水平探测磁场信号的微弱变化，根据趋肤效应，其性能指标直接为10pT／v／-~@0．OlHzl5J。加拿大凤

7、凰公司的MTC-50H决定了频率域电磁(FEM)法所能探测的最大深度。磁磁感应传感器频率范围达到0．00002Hz-40kHz，噪声水平感应传感器是FEM的核心设备，包括感应线圈、前置放大达到20pT／v／-H~@0．01Hz_71引。我国磁感应传感器的研制电路等。为了得到一个高性能的磁感应传感器，除了需要与国外相比起步较晚，中国科学院电子学研究所研制的磁高性能感应线圈以外，也对前置放大电路提出了更高的要感应传感器CAS一1O频带范围为0．1Hz~5kHz，噪声水平为求：宽频带、低噪声，以满足探测深度和地磁场信号的实际1OnHz@0．01Hz。通过与国外磁感应

8、传感器性能指标需要。随着FEM法在物探