基于薄膜磁阻传感器的微弱磁场测量仪的硬件设计

介绍了薄膜磁阻传感器的结构与工作原理 ,及其用于微弱磁场测量仪的硬件设计方法。该测量仪选用 Philips公司的磁阻传感器 KMZ5 1进行设计 ,不仅能够测量地磁场 。

微弱磁场测量仪研究近况

疾病的诊断、矿藏石油的探测、军事目标的探测、工业无损检测、智能导航等都可以通过对磁场信号的探测实现。介绍了共振式磁强计、全光学原子磁强计、超导量子干涉(SQUID)磁强计、磁电效应磁强计四大类可用于微弱磁场测量的磁强计的基本原理、研究及应用现状,同时对各类磁强计的特点、未来研究方向及应用前景进行了综述。

交直流弱磁场测量装置研究

设计一款基于磁阻传感器的交直流微弱磁场信号测量装置,系统地介绍了测量装置的软硬件设计原理。采用基于ARM 32位处理器的STM32F407控制芯片对传感器采样信号进行数据处理和保存,具有良好的浮点数运算能力。利用傅里叶变换对磁场信号作频谱分析计算信号频率,并利用最小二乘法对实验数据进行拟合,得到线性度较好的磁场强度换算公式。通过交直流磁场标定实验证明了测量装置具有较高的准确度,运行可靠,可应用于监测周围环境的磁场强度。

HT_c rf SQUID用于磁异常移动测量的初步研究

高温超导量子干涉器(HTcSQUID)磁强计的基本特点是噪声低、低频响应好、工作带宽大,在需要微弱磁场测量的许多技术领域发挥着重要作用,将其用于磁异常探测(MAD)是搜索地下/水下磁性目标物的有效技术。本文采用国产射频高温超导量子干涉器(HTcrf SQUID)磁强计,在非磁屏蔽环境中开展了移动状态下的磁异常探测实验,初步结果表明,基于HTcrf SQUID磁强计的MAD技术是一项具有研究和使用价值的新技术。

基于Rydberg原子的高灵敏微波探测与通信

利用Rydberg原子作为微波传感器实现了微弱场的测量与通信.在铯原子蒸气池中,相向传输的探测光(852 nm)和耦合光(510 nm)与铯原子相互作用形成阶梯型三能级电磁感应透明光谱,用于实现Rydberg原子的光学探测.频率约为2.19 GHz的强微波场作为本地场(E_(L)),共振耦合相邻的两个Rydberg能级|68D_(5/2)>和|69P_(3/2)>,与具有一定失谐δf的待测微弱信号场(E_(s))同时作用于Rydberg原子.Rydberg原子作为微波混频器可直接读出两束微波的差频信号,实现待测信号场的高灵敏探测,对应的最小测量值为E_(0)=1.7μV/cm,频率分辨率小于1 Hz.在此基础上,对微弱信号场进行编码,实验上很好地还原了加载到微波弱场上的基带信号,测量的传输带宽达200 MHz,实现了微弱场条件下的通信.

HT_c SQUID工作环境低频磁干扰消除研究

针对高温超导量子干涉器(HT_c SQUID)磁强计技术在非磁屏蔽环境中受到的极低频干扰,实验研究了主动补偿方法消除这种干扰的可行性和有效性。实验由高精度程控电流源提供电流,通过亥姆赫兹线圈产生用于抵消极低频干扰的补偿磁场,使用两套HT_c SQUID磁强计搭建了测试系统,其中一套用于低频磁干扰背景的探测,另一套用于磁干扰补偿消除效果的甄别。结果表明,这种动态补偿消除方法可以达到比较好的效果。