磁梯度是描繪磁場環(huán)境沿某方向變化的重要指標,其測量值為兩點磁場值與其間距離的比值。磁梯度相較于總場,具有明顯的空間指向性,對于磁異常有極高的分辨能力。由多個磁通門組合搭建的磁通門磁梯度儀由于其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、靈敏度高的特點,廣泛應(yīng)用于空間、航空、航海等領(lǐng)域的磁梯度測量。在磁通門磁梯度儀的研制過程中,測量兩點磁場的磁通門傳感器受工藝影響存在不一致的問題,其不一致性將降低梯度計算結(jié)果準確度。為解決此問題,本文提出同源磁通門磁梯度儀,通過激勵信號同源的方式提高磁梯度儀兩個傳感器的一致性,在梯度計算中將激勵信號誤差進行差分計算,進而提高磁梯度儀準確度。本文的核心內(nèi)容如下:1.通過引入頻率誤差因子,重構(gòu)磁通門磁梯度儀的理論輸出表達式,并根據(jù)磁芯規(guī)格將表達式定量化。仿真頻率誤差在一定范圍內(nèi),其對同源和非同源磁梯度儀計算結(jié)果的影響。2.根據(jù)激勵信號的同源性設(shè)計激勵線圈串聯(lián)的同源磁通門磁梯度儀探頭。探頭設(shè)計主要包括磁芯選擇,骨架設(shè)計及激勵、感應(yīng)、反饋線圈匝數(shù)設(shè)計。3.根據(jù)閉環(huán)磁通門電路設(shè)計原理設(shè)計同源磁通門磁梯度儀的硬件電路。同源磁通門磁梯度儀的硬件電路主要包括激勵電路,感應(yīng)信號處理電路,反饋回路,調(diào)零基準電路四部分。4.與非同源磁通門磁梯度儀對比實驗。同源磁通門磁梯度儀與由兩個Mag-03傳感器組成的非同源磁通門磁梯度儀測量同一磁梯度值,對比兩種磁梯度儀的測量結(jié)果。同源磁通門磁梯度儀計算結(jié)果誤差減小53.85%,實驗結(jié)果與仿真結(jié)果吻合,同源方式能夠提升磁梯度儀的測量準確度。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH89
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論場對于距離的二階微分，也就是礎(chǔ)。對于磁梯度或者磁張量系續(xù)的優(yōu)化處理。量儀的研究，主要包括超導(dǎo)磁代末以來，德國、澳大利亞等德國光電技術(shù)研究院[16]開始對溫超導(dǎo)量子干涉磁梯度張量儀的磁梯度張量數(shù)據(jù)，獲得世界 JESSY STAR 如圖 1.1 所示。磁梯度張量儀 GETMAG 如圖度張量儀所需傳感器數(shù)量，實

圖 1.3 丹麥大學磁梯度儀探頭（a）測試環(huán)境 （b）測量原圖 1.4 美國海軍水面作戰(zhàn)中心 MagSTAR度張量儀的研究還處于起步階段。對于磁通基于球形反饋線圈的磁梯度張量儀的研究[20]科學院上海系統(tǒng)所已經(jīng)開始對超導(dǎo)磁梯度張統(tǒng)的后續(xù)優(yōu)化處理中，由于其需要多個傳感

圖 1.5 磁梯度儀校準結(jié)果 D. Gebre-Egziabher[23]等人通過非線性最小二乘度儀的影響，再求解安裝位置誤差及傳感器本身乘算法優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化后的磁梯度儀其殘差小.6 所示，其外界環(huán)境磁場將導(dǎo)致其磁梯度儀輸出誤差等將使其輸出結(jié)果形狀發(fā)生變化。

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本文編號：2824283