三轴磁通门磁梯度仪转向差校正方法研究

三轴磁通门传感器应用广泛,但其自身固有的零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差对其磁场测量精度有着较大的影响。针对磁通门梯度仪中磁传感器自身的性能参数和摆放方位不一致问题,提出了转向差的校正方法:分别建立了磁通门传感器误差的自校准和互校准数学模型,并采用神经网络算法和最小二乘算法对模型参数进行求解。仿真和试验结果表明,整个校正过程简单可行,在不需要三轴无磁转台以及恒定磁场标准装置等复杂试验设备情况下,利用磁通门梯度仪在稳定的地磁场环境下采集多组磁场数据,能有效降低磁梯度仪转向差引起的测量误差。

基于最小二乘的磁通门梯度仪转向差校正方法

针对磁通门梯度仪中单个磁通门传感器由于加工工艺等原因存在零偏误差、灵敏度误差和三轴非正交误差,且多个磁通门传感器由于安装误差存在摆放方位不一致的问题,建立了磁梯度仪的自校正模型和互校正数学模型,采用最小二乘算法对2种模型参数进行求解。实验结果表明该校正方法求解方便、可操作性强,三轴磁通门梯度仪在稳定的地磁场环境下采集多组磁场数据,就能有效降低磁梯度仪转向差引起的测量误差,提高磁梯度测量精度。

基于三端式磁通门技术的磁力梯度仪

针对普通磁力仪测量磁场的梯度存在受背景磁场的影响大,从而导致测量精度低的问题,采用三端式磁通门技术和双探头的结构型式,试制1种三端式磁通门磁力梯度仪,其对背景磁场和磁强梯度均实现闭环测量.试验数据表明,背景磁场的干扰得到有效的消除,从而提高测量精度,且电路的稳定性能良好.

同源偶次谐波磁通门磁梯度仪设计

针对组成传统磁梯度仪的两个磁通门激励信号非同源性会导致磁梯仪准确度低的问题,设计了同源偶次谐波磁通门磁梯度仪,利用激励信号的同源性提高了磁梯度准确度。首先重构同源和非同源磁梯度仪的理论输出模型,通过拟合偶次谐波磁通门磁芯的磁滞回线,获取理论输出模型中各参数值,实现表达式定量化;然后仿真一定频率误差范围内同源和非同源磁梯度仪的输出信号,输出误差百分比分别为0.001 8%和0.092%,同源磁梯度仪误差减小98%;最后设计同源偶次谐波磁通门磁梯度仪,分别测试同源磁梯度仪及由两个Mag-03磁通门搭建的非同源磁梯度仪的输出信号,1 h时间内磁梯度计算结果误差范围为0.6和1.3 nT/m,同源磁梯度仪误差减小53.85%。

航空磁力梯度张量测量——航空磁测技术的最新进展

评介了澳大利亚BHP比利顿矿产勘查公司和矿产发现技术公司的航空矢量磁测,美国地质调查所研制的地面张量磁梯度仪(用磁通门磁力仪),德国耶拿物理学高技术研究所的航空全张量磁力梯度仪系统(用LTS—SQUID),美国橡树岭国家实验室和特瑞斯坦技术公司(Tristan Technologies,Inc．)研究和开发的航空全张量磁力梯度仪系统(用HTS—SQUID),澳大利亚联邦科学工业研究组织(CSIRO)正在研制的航空张量磁梯度仪GETMAG和MAGSAFE(用HTS—SQUID),后者由CSIRO和澳大利亚国防科学与技术组织(DSTO)共同研制。提出了关于研究和开发我国航空磁测技术的建议．

三分量磁通门梯度仪校准算法研究

针对三轴磁通门传感器非正交、灵敏度不一致、零偏以及构成梯度仪的两个磁通门传感器位置不一致引起的测量误差问题,建立了误差模型;基于地磁矢量模值短时不变原理,采用线性化最小二乘算法进行一个磁通门传感器参数的辨识;基于校准后三分量差值F范数最小原理,采用多元线性回归的方法进行另一个磁通门传感器参数以及两个磁通门传感器相对位置关系参数的辨识。实验结果表明,该方法能够将两个磁通门中最大总场误差从1 194.4 n T降低到30.0 n T,将三分量梯度仪最大输出误差从529.1 n T降低到13.4 n T,有效地改善了梯度仪性能。