双分量环形磁通门测斜传感器测量原理分析.pdf

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1、第27卷第9期传感技术学报Vo1．27No．9CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSept．20142014年9月ANewRing．CorewithSingle-IronDualComponentFluxgateSensorXUBin，GUWei(LogisticsEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniv．，Shanghai200135，China)Abstract：Intheundergroundsurvey，drillingexplor

2、ationandotherfields，theclinometersisneedtoposeforbitaccu—ratep0siti0ningandcontrol，andformonitoringgrounddrillattitudechange．Theinclinometerisusuallydesignedbythreecomponentfluxgatesensorwiththree—componentaccelerationsensor，anditsstructureiscomplex．Becauset

3、heaxialfluxgatesensorandaccelerationsensorrequirementsdirection，thereforeitneedstomanualadjustmentandalgo。rithmadiUStment，SOthecomputationaldificultyofthesensorarrangementandcompensationisincrease．ThefluxgatesensoriSusuallydoublecorestructure．Becausethethree

4、componentfluxgatesensorgeometrycenterpomtandcoreDarametersareinconsistent，thedificultyofthethreecomponentfluxgatesensorcorrectionisfurtherincrease．Thispaperstudiedthenewinclinometerbyusingthemethodofunfixedcoreandannularirondesign．Throughtheanglerelationship

5、betweenfluxonthesensitiveaxisdirectionofthemagneticfluxgatesensorwiththeironcore，theposevariationofthemeasuredobjectismeasured．Iteliminatestheaccelerationsensorandsimplifythesensorstructureandparametersandsimplifiestheanglemeasurementalgorithmandorthogonalco

6、mpensationalgorithm．Keywords：fluxgatesensor；ring—core；doublecomponentwiththesamepointEEACC：7230：3120doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2014．09．015双分量环形磁通门测斜传感器测量原理分析术徐斌，顾伟(上海海事大学科学研究院，上海200135)摘要：在地下勘测，钻井探矿等领域，需要测斜仪对钻头的姿态进行精确定位与控制，实时监测地底下钻头的姿态变化。现有的测斜仪通常为三分量磁通门传感器

7、与三分量加速度传感器相结合，其结构复杂，且磁通门传感器与加速度传感器的轴向要求方向一致，因此需要人工调节与算法调节，加大了前期传感器布置与补偿的计算难度。本文研究了新型{914斜传感器，采用环形铁芯设计和铁芯不固定的方法，设计了双分量环形磁通门传感器，并通过铁芯与磁通门传感器的敏感轴方向上磁通量之间的角度关系，通过三维坐标轴旋转计算得出测量被测物体的俯仰角等姿态变化。经过试验表明，新型测斜传感器能对物体的姿态角进行精准测量，精度高，且省去了加速度传感器，简化了传感器结构和测量参数，并且简化了角度测量算法与正交度

8、补偿算法。关键词：磁场测量；环形铁芯；磁通门；测斜仪中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2014)09—1232—06随着科技的发展，磁测量技术已经在越来越多求方向一致，因此需要人工调节与算法调节，加大了的工业领域具有着重要的地位。磁通门传感器作为前期传感器布置与补偿的计算难度。磁测量传感器的一员，具有性能优良、结构简单、体本文针对钻井的测斜角度要求小，精