一种反馈式自平衡弱磁传感器制造技术

一种反馈式自平衡弱磁传感器，包括磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器以及驱动器，所述磁感应探头以非晶金属作为电感磁芯，由磁感应电感和磁化电感构成，其中磁感应电感接入振荡器，磁化电感接入驱动器，振荡器输出信号接入鉴频器中，鉴频器输出信号接入积分器运放反相端，积分器正相端预置正电压，积分器接入驱动器，驱动器与磁感应探头的磁化电感连接，驱动磁化电感并对磁化电感进行过流、放电保护。本实用新型专利技术有益效果：本实用新型专利技术设计的弱磁传感器具有高灵敏度、大动态测量范围的优点，改变了传统传感器高灵敏度、动态范围小的现状，在工作过程中能够自平衡，测试灵敏度可达40mV/Gs，测量动态范围能够大至250 Gs。

A feedback self balancing weak magnetic sensor

A feedback type self balanced weak magnetic sensor, including magnetic induction probe, oscillator, frequency discriminator, integrator and drive, the magnetic induction probe to amorphous metal as the inductor core is composed of magnetic induction inductor and magnetizing inductance, the magnetic inductance access oscillator, magnetizing inductance access drive oscillator output signal access authentication frequency divider, frequency discriminator output signal inverting op amp integrator integrator access terminal, the positive phase end voltage is preset, integrator access drive, drive the magnetizing inductance and magnetic induction probe connection, driving electric and magnetizing inductance of magnetic overcurrent, discharge protection. The utility model has the advantages that the advantages of weak magnetic sensor design of the utility model has the advantages of high sensitivity, large dynamic range, change the current situation of the traditional sensor with high sensitivity, small dynamic range, can self balance in the work process, the test sensitivity of 40mV/Gs dynamic measurement range can to 250 Gs.

【技术实现步骤摘要】
一种反馈式自平衡弱磁传感器
本技术涉及传感器
，具体地说是一种反馈式自平衡弱磁传感器。
技术介绍
现有弱磁传感器虽然灵敏度高，但存在动态范围小、容易饱和等缺点。鉴于此现状，需要设计一种高灵敏度、大动态测量范围磁场传感器来解决现有的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种反馈式自平衡弱磁传感器，解决现有弱磁传感器存在的动态范围小、容易饱和等问题。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种反馈式自平衡弱磁传感器，包括磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器以及驱动器，所述磁感应探头以非晶金属作为电感磁芯，由磁感应电感和磁化电感构成，其中磁感应电感接入振荡器，磁化电感接入驱动器，振荡器输出信号接入鉴频器中，鉴频器输出信号接入积分器运放反相端，积分器正相端预置正电压，积分器接入驱动器，驱动器与磁感应探头的磁化电感连接，驱动磁化电感并对磁化电感进行过流、放电保护。本技术所述的磁感应电感和磁化电感均由内部非晶合金磁芯和外部的漆包线圈组成。本技术所述的振荡器采用LC振荡器。本技术所述鉴频器采取单失谐回路斜率鉴频电路，由LC谐振放大器和二极管检波电路组成。本技术所述的积分器采用预置正电压的反向积分电路。本技术所述的驱动器由三极管射随器和保护电路构成。本技术的有益效果是：本技术设计的弱磁传感器具有高灵敏度、大动态测量范围的优点，改变了传统传感器高灵敏度、动态范围小的现状，在工作过程中能够自平衡，测试灵敏度可达40mV/Gs，测量动态范围能够大至250Gs。附图说明图1为本技术整体结构示意图。具体实施方式如图所示，一种反馈式自平衡弱磁传感器，包括磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器以及驱动器，所述磁感应探头以非晶金属作为电感磁芯，由磁感应电感和磁化电感构成，磁感应电感和磁化电感均由内部非晶金属磁芯和外部的漆包线圈组成，其中磁感应电感接入振荡器，磁化电感接入驱动器，振荡器输出信号接入鉴频器中，鉴频器采取单失谐回路斜率鉴频电路，由LC谐振放大器和二极管检波电路组成，鉴频器输出信号接入积分器运放反相端，积分器正相端预置正电压，积分器接入驱动器，驱动器由三极管射随器和保护电路构成，驱动器与磁感应探头的磁化电感连接，驱动磁化电感并对磁化电感进行过流、放电保护；所述的振荡器采用LC振荡器。本技术工作过程：弱磁传感器上电后，积分器开始正向积分驱动磁感应电感进入敏感区域使振荡器工作，随着振荡器频率稳步升高促使鉴频器电压不断上升，当积分运放正反相端电压相等时，传感器进入动态平衡，当外部磁场变化时，传感器会进入新的平衡状态，而积分器输出的电压差值ΔU就是变化磁场差值ΔH。本技术设计原理为：磁感应探头由磁感应电感和磁化电感构成，磁感应电感由内部非晶金属磁芯和外部漆包线圈组成，其中非晶金属具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低矫顽力、低损耗、激磁电流、良好的温度稳定性和良好的时效稳定性等特点。非晶金属磁化曲线包含两个区域，动态区和饱和区。在动态区内，磁感应强度B会随着磁场强度H变化而变化，在饱和区内，无论磁场强度H如何变化，磁感应强度B基本保持不变，趋于定值。磁化曲线上各点处切线斜率表征该点的磁导率μ的变化率，在接近饱和区的动态区域内磁导率μ变化显著，称为敏感区域，磁感应电感应用非晶金属磁化曲线在该区域的特性制作而成。磁感应电感外部设计有磁化电感，磁感应电感轴心与磁化电感平行，磁化电感同样由非晶金属磁芯和漆包线圈组成，在驱动器的作用下，可使磁感应电感非晶金属磁芯均匀磁化并进入敏感区域。同轴结构及合理匝数配比既能保证磁感应电感磁芯均匀磁化，又能最大限度消除磁感应电感对磁化电感的互感影响。将磁感应电感接入振荡器作为弱磁传感器反馈网络，共同构成磁场的接收组件。在外部磁场的作用下，振荡器输出振荡信号频率与磁场强度同步一致，振荡器工作在高频状态下（＞1MHz），由于反馈电压取自反馈电容，故高频谐波分量小，振荡信号输出波形较好。振荡器输出信号接入鉴频器中，应用谐振选频网络的幅频上升线性区域对调频信号进行频-幅转换，形成以磁场强度为调制信号的调幅信号，然后经二极管包络检波电路将磁场强度对应的幅度信号检出。积分器是用来平衡外部磁场的核心组件，由仪表运放及外围阻容器件组成。鉴频器输出信号接入积分运放反相端，运放正相端预置正电压，上电后初期，由于磁感应电感没进入敏感区域，振荡器不振荡，鉴频器输出电压为零，积分器正向积分，输出电压逐渐升高，通过驱动器驱动磁化电感，而使磁感应电感进入敏感区域，振荡器起振，鉴频器输出电压升高，最后在积分器运放的正反相端电压相等时传感器处在动态平衡状态。当外部磁场在磁感应电感正轴向变大时，振荡器频率增大，鉴频器输出信号幅度增大，促使积分器反向积分，输出电压幅度降低，通过驱动器使磁化电感正轴向磁场减小，变化时，磁感应电感值发生变化，闭环控制使传感器积分器进入新的动态平衡状态，而积分器输出的电压差值ΔU就是变化磁场差值ΔH。当外部磁场在磁感应电感正轴向变小时，同理。驱动器由三极管射随器和保护电路构成，在积分器输出信号的控制下，作为驱动级驱动磁化电感并对磁化电感进行过流、放电保护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反馈式自平衡弱磁传感器，其特征在于：包括磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器以及驱动器，所述磁感应探头以非晶金属作为电感磁芯，磁感应探头由磁感应电感和磁化电感构成，其中磁感应电感接入振荡器，磁化电感接入驱动器，振荡器输出信号接入鉴频器中，鉴频器输出信号接入积分器运放反相端，积分器正相端预置正电压，积分器的输出端接入驱动器，驱动器与磁感应探头的磁化电感连接。

【技术特征摘要】
1.一种反馈式自平衡弱磁传感器，其特征在于：包括磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器以及驱动器，所述磁感应探头以非晶金属作为电感磁芯，磁感应探头由磁感应电感和磁化电感构成，其中磁感应电感接入振荡器，磁化电感接入驱动器，振荡器输出信号接入鉴频器中，鉴频器输出信号接入积分器运放反相端，积分器正相端预置正电压，积分器的输出端接入驱动器，驱动器与磁感应探头的磁化电感连接。2.根据权利要求1所述的一种反馈式自平衡弱磁传感器，其特征在于：所述的磁感应电感和磁化电感均由内部非晶合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：周治良，郑丽娜，贺智昌，王会鹏，
申请(专利权)人：周治良，
类型：新型
国别省市：河南,41