磁通门磁力仪工作原理结构与使用

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磁通门磁力仪原理

磁通门磁力仪原理

磁通门测磁场流程
哎呀,各位看官,今儿咱来摆摆龙门阵,聊聊这磁通门测磁场的事儿。

咱先用咱四川话儿给大家铺个底儿:
说起这磁通门测磁场啊,那就得先说说它那精细的流程。

先是要准备工具,就像咱们做饭要先备齐材料一样。

然后,就得找准地方,找个磁场平稳的地儿,就像咱们找块风水宝地儿建房子似的。

再然后,就得开始测量了,那可得小心翼翼,就像咱们捏个豆腐花儿一样,稍微一使劲儿就破了。

咱们再来用贵州话儿给大家说说:
测磁场这事儿啊,其实也不难,就是要细心。

你得按照步骤来,不能乱来。

先检查设备,再找准位置,然后开始测量。

测量的时候,手不能抖,心不能慌,要不然就测不准了。

咱们再换陕西方言给大家道道:
这磁通门测磁场啊,得按规矩来。

先检查家伙事儿,再找个好地方,然后开始干活儿。

干活儿的时候,得稳稳当当的,不能毛毛躁躁的,要不然就白忙活了。

最后咱们用北京话儿给大家总结总结:
总的来说啊,这磁通门测磁场就是个技术活儿,得按照科学的流程来。

先检查设备,确保没问题;再找个合适的地点,保证测量的准确性;然后开始测量,这时候就得心细手稳了。

这样一套流程下来,咱们就能得到准确的磁场数据了。

哎,各位看官,今儿咱就聊到这儿了。

这磁通门测磁场的流程啊,说起来简单,做起来可得细心。

咱们得按照科学的步骤来,才能得出准确的结果。

希望今儿咱聊的能让大家有个明白的了解,下次再见啦!。

磁力仪工作原理

磁力仪工作原理

磁力仪工作原理
磁力仪(Magnetometer)是一种测量磁场强度和方向的仪器,广泛应用于地质勘探、矿产勘探、研究地球物理和天文学等领域。

磁力仪的工作原理是基于磁感应定律:
磁感应强度B是由磁场源产生的磁通量φ对于所占据的面积A所计算得出,也就是说,磁场的强度和磁通量密切相关。

在磁力仪中,使用的磁感应强度增量ΔB与被测场的磁感应强度B成正比,即ΔB∝B。

磁力仪通常由一个磁体(或一系列磁体)和一个探测器组成。

磁体通过电流在其内部产生磁场,从而影响到磁场强度和方向。

探测器可以测量磁体周围的磁场强度,并将其转换为电信号,输出到磁力计。

然后,这个信号会被转换为数字形式,通过计算机显示出来。

在磁力测量时,通常将磁力仪沿着被测区域移动。

当磁力仪的探测器测量到变化的磁场强度,就会输出一个信号,称为磁场强度增量。

通过对磁场强度增量的测量和分析,可以确定被测区域的磁场强度和方向。

总的来说,磁力仪的原理就是通过测量磁感应强度的变化来确定被测区域的磁场强度和方向。

它具有高灵敏度和高分辨率,是研究地球物理和天文学的重要工具。

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门磁工作原理

门磁工作原理

门磁工作原理门磁是一种常用的安全设备,用于监测门的开关状态。

它主要由磁铁和磁敏元件组成,通过磁场的作用来实现对门的状态监测。

本文将详细介绍门磁的工作原理及其应用。

一、门磁的工作原理门磁的工作原理基于磁场的感应和磁敏元件的特性。

通常,门磁由两部份组成:一个安装在门框上的磁铁和一个安装在门上的磁敏元件。

1. 磁铁:磁铁通常由永磁材料制成,具有较强的磁性。

磁铁普通安装在门框上的固定位置,通常是在门框上方或者侧面。

当门关闭时,磁铁与磁敏元件之间会形成一个磁场。

2. 磁敏元件:磁敏元件通常是一种磁感应器,它可以感应到磁场的变化。

常用的磁敏元件有磁簧开关和霍尔效应传感器。

磁敏元件普通安装在门上与磁铁相对应的位置。

当门关闭时,磁敏元件受到磁场的作用,其内部的电路状态会发生变化。

3. 工作原理:当门关闭时,磁铁和磁敏元件之间的磁场会使磁敏元件内部的电路保持闭合状态。

这时,门磁会输出一个闭合信号,表示门是关闭状态。

当门打开时,磁铁和磁敏元件之间的磁场会消失,磁敏元件内部的电路会断开。

这时,门磁会输出一个断开信号,表示门是打开状态。

二、门磁的应用门磁广泛应用于各种场所,特殊是需要安全监控和控制的场合。

以下是门磁的几个常见应用场景:1. 安防系统:门磁可以与安防系统集成,用于监测门的开关状态。

当门被非法打开时,门磁会触发报警系统,提醒相关人员注意。

这在银行、商场、仓库等需要保护贵重物品的场所特殊重要。

2. 出入口控制:门磁可以与门禁系统集成,用于控制出入口的开关。

当门磁检测到门的状态变化时,可以触发门禁系统进行相应的开锁或者闭锁操作。

这在办公楼、公寓、停车场等需要控制出入口的场所非往往见。

3. 照明控制:门磁可以与照明系统集成,用于自动控制照明设备的开关。

当门打开时,门磁可以触发照明系统自动开启照明设备,提供足够的光线。

当门关闭时,门磁可以触发照明系统关闭照明设备,节省能源。

这在走廊、楼梯间等需要节能照明的场所非常实用。

(完整版)磁通门技术

(完整版)磁通门技术
程4szewczykr课题组为我们呈现了一种双轴微型化磁通门传感器这种传感器的铁芯由铁钴合金制造并且依托于pcb多层技术同时为磁通门的进一步微型化提供了依据guillermovelascoquesada等人设计了一种大电流测量装置并且通过增加开关电源和产生磁补偿电流开关使得在功率方面取得了很大的提高
μ(t)=μ0m+μ2mcos4πf1t +μ4mcos8πf1t +...(5)
式中:μ0m为μ(t)的常值分量;μ2mμ4m分别为μ(t)的各偶次谐波分量幅值。
将式(5)代入式(4),得:
e =2π× f1W2SHm[(μ0m+0.5μ2m)sin2πf1t +1.5×(μ2m+μ4m)sin6πf1t +2.5×(μ4m+μ6m)sin10πf1t +... (6)
磁通门技术
国内外研究现状
磁通门是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器。磁通门传感器也称磁强计,由探头和接口电路组成,具有分辨率高(最高可达10-11T)、测量弱磁场范围宽(在10-8T以下)、可靠、简易、经济、耐用、能够直接测量磁场的分量和适于在高速运动系统中使用等特点。磁通门传感器的研究起始于1928年,几年后才出现了利用磁性材料自身磁饱和特性的磁通门磁强计,它被用来测量1mT以下的直流或低频交流磁场。1936年,Aschenbrenner和Goubau称达到了0.3nT的分辨率。在第二次世界大战中,用于军事探潜的磁通门传感器有了较大的发展。
式中:Hm为激磁磁场强度幅值;f1为激磁电源频率。则式(1)变为
e =2π× μW2SHmsin(2π t) (3)
这是理想变压器效应的数学模型。

CCM-4磁力仪使用说明书

CCM-4磁力仪使用说明书

CCM-4 型磁力仪使用说明书✧感谢您使用CCM-4磁力仪,我们将尽力为您提供使用、维修及各种技术服务。

✧在您使用仪器之前请务必仔细阅读《使用维护说明书》,严格按照说明书中的要求操作、维护。

北京吉祥天地科技有限公司联系人:周晓敏联系电话:135****3936地址:北京市海淀区昆明湖南路9号云航大厦一、概述CCM-4型磁力仪为单轴磁通门磁力仪,其工作原理是将一磁通门传感器吊装在探头内,通过电缆将其所测得的磁场强度信号送到主机进行处理,并用4½位数字表头显示出测量结果。

由于传感器是垂直吊装,因而其测量值是磁传感器处地磁场的垂直分量。

该仪器可用于铁矿、有色金属矿床的磁法勘探,同时也可用于探测铁磁地下埋设物,如:自来水管、铸铁管道、含钢筋的混凝土管道等。

为满足记录地磁日变及地震观测的需要,本仪器专门设有模拟输出,用户可接记录仪进行无人值守观测记录。

该产品的最大特点:●轻便,性能稳定可靠。

●高分辨率,宽量程。

●抗50Hz及其它电磁干扰能力强。

二、主要技术指标:探测对象:铁磁性物体及含有铁磁物质的载体,地磁场的日变观测参数:地磁场的垂直分量传感器:外壳尺寸Φ65mm×150mm,硅油阻尼的自动调平系统(±1°范围内)里程:±19999nT ±0.5%(纳特)分辨率:1 nT地磁补偿范围:35,000 nT -55,000 nT粗调:1)35,000-40,000 nT2)40,000-45,000 nT3) 45,000-50,000 nT4)50,000-55,000 nT细调:5000 nT,10圈,线性连续可调转向差:≤±100 nT(水泡在记号圈内,探头自旋360°读数最大最小之差)电源:16只AA型镍氢可充电电池(1400mAH)整体耗电:约100mA工作环境温度:-10℃—+50℃显示方式:4½位液晶数字显示主机尺寸:190mm×65mm×230mm传感器支杆尺寸:Φ24mm×1075mm传输电缆: 2.5m主机重量: 2.0kg传感器重量:0.45kg三、成套性:1.CCM-4磁力仪主机1台2.CCM-4传感器1只3.专用充电器1只4.专用传感器三脚架1只5.专用传感器支杆1套6.主机—传感器电缆2条7.背带1条8.技术文件1)CCM—4磁力仪使用维护说明书1份2)CCM—4磁力仪检验卡1页3) CCM—4磁力仪装箱单1页4)CCM—4磁力仪检验合格证1张9.仪器包装箱1只四、操作使用方法:1.CCM-4磁力仪主机内配有专用镍氢可充电电池,使用前先按下主机面板上“电源”开关,并分别按下“电池”“+”和“-”,此时表头显示数字均应大于9.600,否则应对电池充电,其方法是:将仪器底部标有“充电,输出”字样插座上的黑色橡皮护罩拔下,将专用充电器的插头插入并顺时针旋紧锁圈,吧充电器电源插头接通220伏市电,此时充电器的电流表和电压表均应有显示,充若干小时后充电器面板左边的电流表指示变小或在零与350mA之间摆动,说明电池已充满,即可拔下充电器重复起始工作方法,检查电池电压是否满足工作条件,若满足即可投入使用。

磁通门磁力仪工作原理、结构与使用

磁通门磁力仪工作原理、结构与使用

磁通门磁力仪磁通门式磁敏传感器又称为磁饱和式磁敏传感器。

它是利用某些高导磁率的软磁性材料(如坡莫合金)作磁芯,以其在交直流磁场作用下的磁饱和特性及法拉第电磁感应原理研制的测磁装置。

这种磁敏传感器的最大特点是适合在零磁场附近工作的弱磁场进行测量。

传感器可作成体积小,重量轻、功耗低,既可测T、Z,也可测ΔT、ΔZ,不受磁场梯度影响,测量的灵敏度可达 0.01 nT,且可和磁秤混合使用的磁测仪器。

由于该磁测仪对资料解释方便,故已较普遍地应用于航空、地面、测井等方面的磁法勘探工作中,在军事上,也可用于寻找地下武器(炮弹、地雷等)和反潜。

还可用于预报天然地震及空间磁测等。

4.1磁通门式磁敏传感器的物理基础(一)磁滞回线和磁饱和现象铁磁性材料的静态磁滞回线,如图1.35所示。

在图中当磁化过程由完全退磁状态开始,若磁化磁场等于零,则对应的磁感应强度也为零。

随着磁化磁场H的增大,磁感应强度B亦增大,扭曲线OA段所示。

但当H增加到某一值Hs之后,B就几乎不随H的增加而增强,通常将这种现象称作磁饱和现象。

开始饱和点所对应的Bs、H。

,分别称作饱和磁感应强度和饱和磁场强度。

图1.35 静态磁滞回线示意图当H增加到Hs后,如使H逐渐减小下来,磁感应强度也就随之减小下来。

但实践证明,一般这种减小都不是按照AO所示的规律减小,而是按照AB所示的轨迹进行,并且当磁场H 减小到零时,磁感应强度B并不等于零,也就是说磁感应强度的变化滞后于磁场H的变化,这种现象称为磁滞现象。

当H由H S减小到零时,B所保留的值Br被称作最大剩磁,之所以叫最大剩磁是由于H 从小于Hs的不同值减小到零,其所对应的剩磁也是不同的,但以H从Hs减小到零时所对应的剩磁Br最大。

欲使剩磁去掉,就需加一个与原磁化磁场相反的磁场,如OC段所示。

线段OC即表示使磁感应强度B恢复到零时所需要的反向磁场强度,这一场强通常称为矫顽力,并用Hc表示。

最大剩磁Br饱和磁感应强度Bs饱和磁场强度Hs及矫顽力Hc是磁性材料的四个重要参数,在设计制造磁力仪器时,必须予以重视。

04磁力仪原理与结构

04磁力仪原理与结构

磁力仪的原理与结构4.1磁力仪概述通常把进行磁异常数据采集及测定岩石磁参数的仪器,统称为磁力仪。

为利用磁力勘探研究和勘查矿产资源,必须准确测量磁异常的量值,这就需要有高精度的仪器。

从20世纪至今,磁力勘探仪器经历了由简单到复杂,由利用机械原理到现代电子技术的发展过程。

按照磁力仪的发展历史,以及它应用的物理原理,可划分为:第一代磁力仪。

它是应用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理,或利用感应线圈以及辅助机械装置。

如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。

第二代磁力仪。

它是应用核磁共振特性,利用高磁导率软磁合金,以及专门的电子线路。

如质子磁力仪,光泵磁力仪,及磁通门磁力仪等。

第三代磁力仪。

它是利用低温量子效应,如超导磁力仪磁力仪按其测量的地磁场参数及其量值,可分为:①相对测量仪器,如悬丝式垂直磁力仪等,它是测量地磁场垂直分量的相对差值;②②绝对测量仪器,如质子磁力仪等,它是测量地磁场总强度的绝对值;不过亦可测量梯度值。

若从磁力仪使用的领域来看,它们可分为:地面磁力仪、航空磁力仪、海洋磁力仪以及井中磁力仪。

下面为几种型号磁力仪照片CS2-61型悬丝式垂直磁力仪Scintrex公司ENVI质子磁力仪G858便携式铯光泵磁力仪G856F高精度的智能便携式磁力仪PMG-1质子磁力仪SM-5高精度铯光泵磁力仪4.2机械式磁力仪原理机械式是磁法勘探中最早使用的一类仪器。

1915年阿道夫·施密特刃口式磁称问世,20世纪30年代末,相继出现凡斯洛悬丝式磁称,其后它们成为广泛使用的二种地面磁测仪器。

它们都是相对测量的仪器。

因其测量地磁场要素的不同,又分为垂直磁力仪及水平磁力仪。

前者测量Z的相对差值,后者测量平面矢量H在二个方位上的相对值。

CS2-61型悬丝式垂直磁力仪基本结构——内部结构可分为四个部分:1.磁系;2.光系;3. 扭鼓和弹簧;4.夹固开关磁系受到地磁场垂直强度磁力(Z)、重力(g)及悬丝扭力(τ)三个力矩的作用,当力矩相互平衡时,磁棒会停止摆动。

门禁磁力锁的原理

门禁磁力锁的原理

门禁磁力锁的原理门禁磁力锁是一种常见的电子门禁系统中的主要设备之一,它利用磁力原理来实现门的自动控制和保护。

磁力锁主要包括电磁锁、控制器和供电系统等部分。

本文将从磁力锁的工作原理、结构及组成部分、工作过程及优缺点等方面详细介绍门禁磁力锁的原理。

1. 工作原理门禁磁力锁的工作原理基于电磁学中的电磁感应现象。

磁力锁由电磁铁和铁板组成。

当门禁系统中的电磁锁通电时,电磁铁中的线圈会产生磁场。

此时,磁场会引起铁板上的铁簧片(也叫落锁片)受力,使得铁簧片与铁板之间产生吸附力。

当电磁锁断电时,磁场消失,铁簧片不再受力,门也就可以被打开。

2. 结构及组成部分门禁磁力锁的主要组成部分包括电磁锁本体、控制器和供电系统。

(1) 电磁锁本体:电磁锁本体是门禁磁力锁中的重要组成部分,通常由电磁铁和锁体组成。

电磁铁通常采用铁芯绕制的线圈,线圈的两端与外部供电电源相连。

锁体部分通常由铁板和铁簧片构成。

(2) 控制器:控制器是门禁系统中的核心设备,它负责控制电磁锁的开关状态。

门禁磁力锁的控制器通常采用电磁继电器、集成电路等电子元器件,通过读取门禁系统中的信号来判断是否开锁。

(3) 供电系统:供电系统为门禁磁力锁提供电能。

门禁磁力锁通常通过低电压直流供电,供电系统包括电源适配器、电池等部分。

3. 工作过程门禁磁力锁的工作过程一般分为开锁和上锁两个过程。

(1) 开锁:当控制器通过读取门禁系统中的信号判断开锁时,它会给电磁锁的线圈供电,电磁锁通电后产生磁场,磁场作用下铁簧片受力,与铁板之间产生吸附力,锁体关闭。

(2) 上锁:当控制器通过读取门禁系统中的信号判断上锁时,它会断开对电磁锁线圈的供电,电磁锁断电后磁场消失,铁簧片不再受力,与铁板之间的吸附力消失,门禁磁力锁的锁体打开,门被释放。

4. 优缺点门禁磁力锁相比传统的机械锁具有以下优点:(1) 快速开关:门禁磁力锁的开关速度非常快,可以实现即时开锁,提高了通行效率。

(2) 安全可靠:门禁磁力锁采用电磁原理,具有很高的防盗性能,使得门的安全性能更加可靠。

磁通门磁力仪原理

磁通门磁力仪原理

磁通门磁力仪原理引言磁通门磁力仪是一种常用的测量磁场强度的仪器。

它通过利用磁通门原理来测量磁场中的磁力,具有简单实用、精度高等优点,被广泛应用于物理实验、工程测量等领域。

本文将详细介绍磁通门磁力仪的原理及工作过程。

磁通门原理磁通门原理是基于法拉第电磁感应定律,即磁通的变化会引起感应电动势。

具体来说,当磁力作用于导体上时,导体中的自由电子将受力并产生电流。

在磁通门磁力仪中,感应电流的大小与磁力之间存在一定的关系,通过测量感应电流的大小,可以间接测量磁场的强度。

磁通门磁力仪结构磁通门磁力仪由磁通门和测量电路两部分组成。

磁通门磁通门是磁通门磁力仪的核心部件,通常由一个磁性材料制成,具有一个开口用于放置被测磁场的物体。

磁通门的形状和尺寸可以根据实际需求进行设计,常见的形状有矩形、圆形等。

测量电路测量电路用于通过感应电流来测量磁场的强度。

它通常由电流检测电路、放大电路和显示电路等组成。

具体来说,当感应电流通过电流检测电路时,会产生一个与磁场强度成正比的电压信号。

这个电压信号经过放大电路放大后,再经过显示电路显示出来,从而实现对磁场强度的测量。

磁通门磁力仪的工作过程下面将详细介绍磁通门磁力仪的工作过程。

步骤1:放置被测物体首先,将被测磁场的物体放置在磁通门的开口处。

物体可以是一个磁体,如一个磁铁,也可以是一个电流的导体,如一根通电的导线。

步骤2:感应电流产生被测物体的磁场作用下,磁通门中的导体将感受到一定的磁力。

根据磁通门原理,导体中将产生感应电流。

感应电流的大小与磁力的强度成正比。

步骤3:测量电路工作感应电流经过磁通门中的电流检测电路,产生一个与磁场强度成正比的电压信号。

这个信号经过放大电路的放大作用后,再经过显示电路的处理,最终以数字或模拟形式显示出来。

步骤4:测量结果显示测量结果将在显示电路上显示出来。

可以根据需要选择以数字形式还是以模拟形式显示。

如果需要进一步处理或记录测量结果,可以通过接口将其输出到其他设备或系统中。

第三章磁法3剖析

第三章磁法3剖析
如果设To在xoy面上的分量为Ho,To与Ho
的T夹角T 为 TI0,令Ta测线T方向T0(X轴)与Ho(磁北)
当的T夹a 角为T0A时(,剖面T磁 方Ta位co角s),则有:
T Hax cos I cos A Hay cos I sin A Za sin I
4、光泵磁力仪:
20世纪50年代开始用于物探方面。
原理:
原子受到外磁场作用会发生塞曼分裂,即 同一个F值的能级,分裂成2F+1个磁次能级, 相邻磁次能级之间的能量差与外磁场成正比。
工作物质通常选用氦或铷、铯蒸气。利用 光能将原子的能态激发到同一个能级上(称 为光泵作用)。
精度可达0.01nT,灵敏度可达2nT,可在 变化幅度较大的磁场范围内工作。
详查:通常选在成矿有利地段被发现的异常 或粗略推测为矿体引起的异常上进行的磁测。
磁测任务及相应的比例尺
(二)磁测比例尺、测网和精度
与重力测量类似
(三)岩(矿)石磁参数的测量
测量岩矿石磁参数是磁法勘探必不可少的环节; 在确定磁测任务时,除了收集测区内外的磁参
数资料,还需测定一定数量的岩、矿石磁参数, 作为设计的依据; 施工阶段,要在全测区,特别是主要异常地段 采集大量的岩、矿石标本加以测定; 通过统计整理求得各类岩、矿石磁参数的最常 见值; 有时还需采集定向标本并测定它们的磁化方向。 这些磁性资料可以作为推断解释的第一手材料。
第三章
Geomagnetics
第二节 磁力仪及野外工作方法
一、磁力仪
用来测定磁场变化的装置或仪器。
(一)磁力仪分类
按物理原 理及结构
悬丝式磁力仪 机械式 刃口式磁力仪
电子式
磁通门磁力仪 光泵磁力仪 质子旋进磁力仪 超导磁力仪

磁通测量仪的原理及应用

磁通测量仪的原理及应用

磁通测量仪的原理及应用1. 磁通测量仪简介磁通测量仪是一种专门用于测量磁通的仪器,可以对电磁场中的磁通进行精确测量。

磁通是描述磁场强度的物理量,其单位为韦伯(Wb)。

磁通测量仪通过测量磁场中的磁通量,可以帮助我们了解和研究磁场的性质以及与之相关的物理现象。

2. 磁通测量仪的原理磁通测量仪基于法拉第电磁感应定律,通过使用一个磁场传感器来测量电磁场中的磁通。

法拉第电磁感应定律表明,当导体中的磁通发生变化时,会在导体两端产生感应电动势。

磁通测量仪利用这一原理,测量感应电动势,并通过适当的电路将其转换为与磁通量成正比的电信号。

磁通测量仪通常由以下几个部分组成:•磁场传感器:用于感应磁场中的磁通量,并将其转换为电信号。

•信号处理电路:通过放大、滤波等处理,将磁通量转换为可读取的电信号。

•显示器:用于显示磁通量的数值。

3. 磁通测量仪的应用磁通测量仪在科学研究、工业生产和日常生活中有着广泛的应用。

下面列举了一些常见的应用场景:3.1 磁场测量磁通测量仪可用于测量和研究各种磁场,例如常见的磁铁、电磁铁、磁悬浮列车等。

通过测量磁通量的大小和分布,可以了解磁场的强度、方向以及空间分布特性。

3.2 电机电磁设计在电机设计中,磁通测量仪可以用于测量电机中的磁通量,以评估电机的性能。

通过调整电机的磁通量,可以改变电机的输出功率、效率等指标。

3.3 材料磁性测试磁通测量仪可以用于测试材料的磁性特性,例如材料的磁导率、矫顽力等。

这对于材料的磁性研究和应用有着重要的意义。

3.4 地磁场测量地磁场是地球表面的磁场,对于地理、地质等领域的研究具有重要意义。

磁通测量仪可以用于测量地磁场的强度和方向,从而提供地质和地球物理研究的参考数据。

3.5 磁存储器测试磁通测量仪可以用于测试磁存储器(如硬盘、闪存等)中的磁通量,以评估磁存储器的可靠性和性能。

这对于磁存储器的设计、制造和维护都有着重要的作用。

4. 总结磁通测量仪是一种用于测量磁通的仪器,通过测量磁场中的磁通量,可以了解磁场的性质和与之相关的物理现象。

磁通门测量磁场的工作原理

磁通门测量磁场的工作原理

磁通门测量磁场的工作原理一、磁通门结构磁通门主要由两个磁环组成,称为主磁环和探测磁环。

主磁环是一个环形磁芯,内部绕有分别与其匹配的两个线圈,分别为激励线圈和探测线圈。

探测磁环则是一个绕在主磁环外的环形磁芯,内部也绕有同样的两个线圈,但与主磁环的线圈相比,其线圈的匝数一般要少一些。

二、磁通门原理磁通门的测量原理基于磁滞回线的特性,即磁场由强逐渐增强至极大值再逐渐减小至零值时,磁性材料内部所含磁通量的变化过程。

当这个过程呈现出饱和状态时,磁通量存在一个极大值。

根据法拉第电磁感应定律,当外加的交变磁场通过磁通门时,会在其内部诱发探测线圈中的感应电动势信号。

三、磁通门工作过程在实际使用过程中,磁通门测量磁场一般采用“对差式”的方法,即在一个磁通门上设置两个探测线圈,分别位于主磁环两端,探测线圈间的信号进行差分运算后输出。

当磁通门中没有外加磁场时,其两个探测线圈的输出信号应当相等,称为零基准状态。

如果有外加磁场,由于磁通门内磁性材料中的磁滞效应,会导致探测磁环中的磁通量发生变化,从而引起探测线圈的感应电动势信号的不同。

这种不同的信号将被检测器采集并放大,形成输出信号,经过处理和转换后得到磁场的强度。

四、总结磁通门测量磁场的工作原理基本上是基于磁性材料磁滞回线的磁通量变化特性。

它利用磁通门内部磁性材料由于外加磁场而产生的磁滞效应,通过差分探测线圈的信号,实现了高精度的磁场测量。

在实际应用中,磁通门具有体积小、重量轻、功耗低、响应快、抗干扰能力强等优点,因此被广泛应用于磁场测量的诸多领域,如磁力计、环境磁场测量、地球物理勘探、地磁场测量等。

磁通门是一种非常灵敏的磁场传感器,具有高精度和低成本等优点,使得它被广泛应用于科研、工业领域和日常生活中。

下面我们将介绍该传感器在不同领域的应用。

1. 磁力计磁通门可以用作磁力计来测量物体的磁场。

在无线充电器、手机和平板电脑等设备中,磁通门常常被用作磁力计来测量设备的方向和运动。

磁通门磁力仪工作原理结构与使用

磁通门磁力仪工作原理结构与使用

磁通门磁力仪工作原理结构与使用一、工作原理:磁通门原理是指在一个封闭电路中,当它与一个外加的磁场作用时,电流会发生变化,从而导致电路中的电压发生变化。

根据法拉第电磁感应定律,通过一个线圈的磁通变化与产生的感应电动势成正比。

因此,通过测量线圈中感应到的电压变化,可以推导出磁场的强度。

磁通门磁力仪由线圈和测量部分组成。

线圈是由绕制在一个磁材料上的绕组组成的。

当线圈处于磁场中时,它会产生感应电动势。

测量部分主要包括一个增益放大器和一个模数转换器。

增益放大器用于放大线圈感应到的电压信号,而模数转换器则将模拟信号转换为数字信号。

最后,利用该数字信号可以计算磁场的强度。

二、结构:1.电源:用于为仪器提供工作电源。

2.线圈:由导线绕制而成,可调整线圈的大小和形状以适应不同的测量要求。

3.增益放大器:用于放大线圈感应到的微弱信号。

4.模数转换器:将放大后的信号转换为数字信号以进行数据处理。

5.显示屏:用于显示磁场强度的数值。

6.控制按钮:用于设置和调整测量参数。

三、使用:以下是使用磁通门磁力仪的步骤:1.准备工作:将仪器连接到电源,并确认电源正常工作。

2.设置参数:根据实际测量需求,设置线圈的大小和形状。

此外,还需要根据具体情况调整增益放大器的参数以确保测量结果的精确性。

3.放置测量物体:将要测量的物体放置在磁通门的中心位置,确保其尽量靠近线圈。

4.进行测量:按下测量按钮开始测量。

磁通门磁力仪会记录感应到的电压信号,并通过放大器和模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

5.数据分析和显示:通过解读数字信号,可以计算出磁场的强度。

这些数据可以在显示屏上显示,也可以通过计算机进行进一步的处理和分析。

总结:磁通门磁力仪通过测量线圈中感应到的电压信号来计算磁场的强度。

它的结构包括线圈、增益放大器、模数转换器、显示屏和控制按钮等部分。

使用时,需要设置测量参数并将待测物体放置在磁通门中,然后按下测量按钮即可进行测量。

通过解读显示屏上的数字信号,可以得到磁场的强度值。

磁通门原理

磁通门原理

磁通门原理磁通门,也称为磁力门或磁性门,它是由两个大磁铁构成的一种门控装置。

磁通门的动作是由两个大磁铁互相带动的结果,它的动作原理是基于磁铁的磁吸力的原理。

当制动磁铁从一端推向另一端时,磁吸力会将磁铁彼此连接,从而形成一个磁性“门”。

磁通门的动作状态可能是打开或者关闭,它可以实现电路的开关控制,此动作可由外界外力控制或者本身具有自动控制功能。

磁通门有很多种类,其中最常见的是电磁铁磁性门。

它和一般电磁铁不同,只有当接通电源时,它才能产生磁吸力。

这种磁通门比较实用,常用于汽车作门控装置,当汽车上的发动机启动后,它会驱动磁铁的动作从而控制车门的开合。

电磁铁磁性门的优点是它可以借助于来自发动机的能量来实现控制,从而克服了普通电磁铁磁性门消耗电源的缺点。

另一种常见的磁通门是永磁无刷电机磁性门。

它由永磁体构成,所以不需要任何源,直接依靠永磁体的磁场来实现控制,同时它还可以进行自动控制。

这种磁性门主要用于汽车窗户的控制,当汽车窗户的磁铁被外力所拉动时,永磁电机便会驱动磁铁的动作从而控制窗户的开关。

除了上述两种动作原理不同的磁通门,还有一种特殊的磁通门叫做磁传感器门,它是根据磁场分布特性来设计的,其动作原理主要是通过磁场的变化来实现控制,因此可以实现对特定物体的检测和识别。

磁传感器门广泛应用于安全门、智能家居系统、汽车自动门和智能安防系统等领域,为传统的磁性门增添了更多的可能性。

综上所述,磁通门的动作原理主要有三种,分别是电磁铁磁性门、永磁无刷电机磁性门和磁传感器磁性门。

它们的动作原理有所不同,但都源于磁吸力的作用。

磁通门的出现为安全保护技术提供了新的突破,它们的应用范围也日益拓展,有望在将来发挥更大的作用。

磁通门磁力仪原理

磁通门磁力仪原理

磁通门磁力仪原理磁通门磁力仪是一种用于测量磁场强度的仪器。

它基于磁通门原理,利用磁场的感应电动势来间接测量磁场强度。

其原理是根据法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中运动时,会产生感应电动势。

磁通门磁力仪通过测量感应电动势的大小,计算出磁场的强度。

磁通门是磁导材料制成的闭合形状,它被放置在待测磁场中。

当待测磁场通过磁通门时,磁通门内部的磁通量会发生变化。

磁通门线圈是一根绕在磁通门上的线圈,它通过外部交流电源提供电流。

当电流通过线圈时,会在磁通门内产生一个较强的磁场,使磁通门处于饱和状态,从而使感应电动势的变化与待测磁场的强度成正比。

感应线圈是一个会感应到磁通门内磁场变化的线圈。

当磁通门内的磁通量发生变化时,感应线圈中就会产生感应电动势。

检测电路用于测量感应线圈中的感应电动势,并转换为磁场强度的数值。

检测电路一般包括放大器、滤波器和数字显示装置等。

放大器用于放大感应电动势的信号,以便更好地测量磁场强度。

滤波器用于滤除杂散信号,保证测量结果的准确性。

数字显示装置用于显示磁场强度的数值。

1.将磁通门磁力仪放置在待测磁场中,使磁通门受到待测磁场的作用。

2.打开电源,使电流通过磁通门线圈产生磁场,使磁通门饱和。

3.磁通门内磁通量发生变化,感应线圈中产生感应电动势。

4.感应电动势通过检测电路进行处理,经过放大和滤波后,转换为磁场强度的数值。

5.数字显示装置显示出磁场强度的数值。

1.测量范围广:磁通门磁力仪可以测量较大范围内的磁场强度。

2.精度高:磁通门磁力仪具有较高的测量精度,能够满足精密测量的需求。

3.响应速度快:磁通门磁力仪可以在较短的时间内快速响应磁场变化,适用于动态测量。

4.结构简单:磁通门磁力仪结构简单、操作方便,适用于各种环境和场合。

5.不受外界磁场干扰:磁通门磁力仪可以通过合理设计,减小外界磁场对测量结果的影响,提高测量精度。

总之,磁通门磁力仪基于磁通门原理,通过测量感应电动势来间接测量磁场强度。

什么是门磁窗磁及门磁的工作原理安装方法

什么是门磁窗磁及门磁的工作原理安装方法

什么是门磁(窗磁)及门磁(窗磁)的工作原理/安装方法2011-04-28 06:12什么是门磁?门磁的工作原理是什么?这里和大家分享一下:门磁系统是一种安全报警系统,分门磁、窗磁(原理相同,形状相异)。

门磁/窗磁如果不太留意是不太容易看到的。

所谓的门磁/窗磁其实是门磁开关和窗磁开关的简称,由两部分组成:较小的部件为永磁体,内部有一块永久磁铁,用来产生恒定的磁场,较大的是门磁主体,它内部有一个常开型的干簧管,当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5毫米),门磁传感器处于工作守候状态,当永磁体离开干簧管一定距离后,处于常开状态。

磁铁和干簧管分别安装在门框(窗框)和门扇(窗扇)里,基本上都是嵌入式安装(也有表面式安装的),所以不是行业人士一般不太能够注意到这些。

大家可以把分户门和外窗打开,看一下分户门门框顶部和外窗的窗框,就可以看到圆形的、一般是白色的元气件,其实这就是所谓的门磁窗磁!卷闸门有专用的门磁,可以方便地安装在卷闸门上。

首先将“磁铁”(最重的铁制部件)安装固定在卷闸门的内侧上(一般靠近侧面),在其相应的下方地上安装固定“干簧管传感器”(较轻的铁制部件),在卷闸门闭合状态时,“磁铁”与“干簧管传感器”之间的距离不大于2厘米。

与“干簧管传感器”通过钢制软护套连接的叫“无线信号发射器”。

“无线信号发射器”必须安装在主机能够接收到无线信号的地方。

如果主机离“无线信号发射器”距离太远或它们之间有屏蔽,可以将“无线信号发射器”与“干簧管传感器”之间的连线加长,如某用户家住8楼,车库在一楼,则可以将连线延伸到8楼住户家,将“无线信号发射器”安装在用户家里,这样主机就能够接收到无线信号了。

活用门磁探测器:∙门磁探测器安装在房门上,房门被打开超过1CM,探测器就会通知主机打开警号并报警;∙门磁探测器安装在窗户上,窗户被拉开超过1CM,探测器就会驱动主机打开警号并报警;∙把门磁探测器安装在抽屉上,抽屉被拉开超过1CM,探测器就会驱动主机打开警号并报警;∙网吧或办公室把门磁探测器安装在电脑机箱或显示器上,有人打开电脑机箱或移动显示器,探测器就会驱动主机打开警号并报警;∙从门磁探测器中干簧管(也称舌簧管)的两端接出一根细铜线,将细铜线捆绑或缠绕在需要防护的物体上,如果有人企图移动被防护的物体造成细铜线断开,主机会打开警号并报警;∙在实际的使用中,大家可以根据上面的提示找到更多的使用方法……门磁探测器的安装方法门磁探测器安装在活动的门窗上,首先将门、窗对应位置擦干净,用双面胶粘牢;或取下门窗磁力探测器A、B各自的盖板,用螺丝固定,用螺丝固定,再装好板。

磁通计工作原理

磁通计工作原理

磁通计工作原理
磁通计(Fluxgate magnetometer)是一种通过测量磁场强度来
确定磁通量的设备。

其工作原理基于磁通量与磁场之间的关系,通过感应线圈接收磁场的变化,并产生相应的电流信号。

磁通计通常由一个中央线圈、两个探测线圈和一个驱动线圈组成。

其中,中央线圈是一个用来传递电流的线圈,探测线圈则是用来感应外部磁场变化的线圈。

驱动线圈产生一个周期性变化的交流信号,该信号会传递到中央线圈中。

当外部磁场施加在磁通计上时,它会产生一个磁感应强度。

这个磁感应强度会引起探测线圈中的感应电动势。

感应电动势的大小与外部磁场的强度成正比,因此,可以利用感应电动势来确定外部磁场的强度。

为了提高测量的精度,驱动线圈会产生一个周期性变化的磁场,该磁场的频率与探测线圈感应到的磁场频率保持同步。

这样,通过对探测线圈感应到的电流信号进行相位差的测量,磁通计可以确定外部磁场的强度。

总结起来,磁通计工作的原理是通过感应线圈感应外部磁场的变化,并产生相应的电流信号。

通过测量线圈感应电流信号的振幅和相位差,可以确定外部磁场的强度。

磁通门电流传感器工作原理图文详解

磁通门电流传感器工作原理图文详解

磁通门电流传感器工作原理图文详解
磁通门电流传感器是一种是以磁通门技术为基本原理,加上闭环控制在电子电路中的应用,磁通门传感器具有分辨力高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场的分量和适于在速运动系统中使用等特点。

下面本文就对磁通门电流传感器的工作原理及构成等进行详细介绍。

磁通门电流传感器工作原理磁通门传感器的工作原理是基于铁芯材料的非线性磁化特性,其敏感元件为高磁导率、易饱和材料制成的铁芯,有两个绕组围绕该铁芯:一个是激励线圈,另一个是信号线圈。

在交变激励信号fl的磁化作用下,铁芯的导磁特性发生周期性饱和与非饱和的变化,从而使围绕在铁芯上的感应线圈感应出反应外界磁场的信号。

因为磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。

这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道门,通过这道门,相应的磁通量即被调制,并产生感应电动势。

利用这种现象来测量电流所产生的磁场,从而间接的达到测量电流的目的。

磁通门电流传感器原理图
二、磁通门电流传感器的构成下图是磁通门电流传感器的系统构成
磁通门电流传感器系统构成框图
电流传感器的系统框图所示。

电流所产生的的磁场在磁通门探头内经激励信号调制后,通过峰值检波和积分滤波电路产生有用的电压信号,然后经过反馈,使电流传感器工作在零磁通状态。

图1:磁通门绕组结构图。

磁通门电流传感器构成及工作原理

磁通门电流传感器构成及工作原理

磁通门电流传感器构成及工作原理磁通门电流传感器构成及工作原理磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。

这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”,通过这道“门”,相应的磁通量即被调制,并产生感应电动势。

利用这种现象来测量电流所产生的磁场,从而间接的达到测量电流的目的。

1、磁通门电流传感器工作原理图1:磁通门绕组结构图下面本文以结构简单并且应用较广泛的一种单绕组磁通门进行介绍。

如图1所示:环形磁芯上绕有线圈,此绕组即作为激励绕组又作为测量绕组,所测电流从磁环中间穿过。

图2:普通磁环B—H曲线一般磁性材料都有S形状曲线的特性,称之为磁滞回路(hysteresis loop),如图2所示。

此磁滞回路曲线建立在B—H的坐标轴上,为磁性材料遭受完全磁化与非磁化周期,图示为典型磁滞曲线的铁心,如果曲线由a 点开始,此点表示最大正磁化力,至b点磁化力为零,然后下降至c点为最大负磁化力,再至d点磁化力为零,最后返回最大正磁化力的a点,此即为整个磁性周期。

高导磁率、低矫顽力磁芯的磁滞回线如图3所示。

图3:高u磁环的B—H曲线当我们在磁环导线中加入电流分量后,电流所产生的磁场会使原本对称的B-H磁滞回线会改变中心线变成如图4所示形状。

图4:加入直流的高u磁环B—H曲线假设激励磁场强度为:Hmcosωt,就能得到磁通门磁芯上的总磁场强度为:……1 式中: H 0——为导线电流在环形磁芯上的磁场强度; H m——为激励磁场强度幅值; ω——为激励场角频率。

则线圈中的感应电动势:……2 式中: N——为绕组线圈匝数; S——为环形磁芯的截面积; uTd——为磁芯物质的微分磁导率。

根据磁饱和特性,当H0 =0时,H(t)= Hm cosωt,在磁饱和作用下磁感应强度为:……3 式中:Ba为磁化曲线饱和段延长线在B 轴上的截距,显然,B(t)是对时间轴上下对称的平顶波,根据傅里叶级数分析,它只含奇次谐波不含偶次谐波。

磁通门原理

磁通门原理

磁通门原理
磁通门是一种利用磁性材料和电磁感应原理制作的电子元件,它在现代电子技术中具有重要的应用价值。

磁通门的工作原理涉及到磁场的变化和磁通量的感应,下面将详细介绍磁通门的原理。

首先,我们来了解一下磁通门的基本结构。

磁通门通常由两个磁性材料和一个线圈组成。

其中,两个磁性材料之间的磁通量可以通过控制线圈中的电流来改变,从而实现对磁通门的控制。

当线圈中有电流通过时,磁性材料之间的磁通量会发生变化,从而改变磁通门的导通状态。

其次,磁通门的工作原理涉及到磁通量的感应。

根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,会在导体中感应出电动势。

利用这一原理,磁通门可以实现对电流的控制。

当磁通门处于导通状态时,线圈中的电流可以通过磁性材料之间的磁通量来控制,从而实现对电路的开关控制。

另外,磁通门还可以实现逻辑门的功能。

通过合理地设计线圈和磁性材料的结构,可以实现与门、或门、非门等逻辑运算。

这为数字电路的设计和应用提供了便利。

总的来说,磁通门的工作原理是基于磁场的变化和磁通量的感应。

通过控制线圈中的电流,可以改变磁性材料之间的磁通量,从而实现对电路的控制。

磁通门可以应用于开关控制、逻辑运算等领域,具有重要的应用价值。

综上所述,磁通门是一种利用磁性材料和电磁感应原理制作的电子元件,其工作原理涉及到磁场的变化和磁通量的感应。

通过合理地设计结构,磁通门可以实现对电路的控制和逻辑运算,具有重要的应用价值。

希望本文能够帮助大家更好地了解磁通门的原理和应用。

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磁通门磁力仪磁通门式磁敏传感器又称为磁饱和式磁敏传感器。

它是利用某些高导磁率的软磁性材料(如坡莫合金)作磁芯,以其在交直流磁场作用下的磁饱和特性及法拉第电磁感应原理研制的测磁装置。

这种磁敏传感器的最大特点是适合在零磁场附近工作的弱磁场进行测量。

传感器可作成体积小,重量轻、功耗低,既可测T、Z,也可测ΔT、ΔZ,不受磁场梯度影响,测量的灵敏度可达 0.01 nT,且可和磁秤混合使用的磁测仪器。

由于该磁测仪对资料解释方便,故已较普遍地应用于航空、地面、测井等方面的磁法勘探工作中,在军事上,也可用于寻找地下武器(炮弹、地雷等)和反潜。

还可用于预报天然地震及空间磁测等。

4.1磁通门式磁敏传感器的物理基础(一)磁滞回线和磁饱和现象铁磁性材料的静态磁滞回线,如图1.35所示。

在图中当磁化过程由完全退磁状态开始,若磁化磁场等于零,则对应的磁感应强度也为零。

随着磁化磁场H的增大,磁感应强度B亦增大,扭曲线OA段所示。

但当H增加到某一值Hs之后,B就几乎不随H的增加而增强,通常将这种现象称作磁饱和现象。

开始饱和点所对应的Bs、H。

,分别称作饱和磁感应强度和饱和磁场强度。

图1.35 静态磁滞回线示意图当H增加到Hs后,如使H逐渐减小下来,磁感应强度也就随之减小下来。

但实践证明,一般这种减小都不是按照AO所示的规律减小,而是按照AB所示的轨迹进行,并且当磁场H 减小到零时,磁感应强度B并不等于零,也就是说磁感应强度的变化滞后于磁场H的变化,这种现象称为磁滞现象。

当H由H S减小到零时,B所保留的值Br被称作最大剩磁,之所以叫最大剩磁是由于H 从小于Hs的不同值减小到零,其所对应的剩磁也是不同的,但以H从Hs减小到零时所对应的剩磁Br最大。

欲使剩磁去掉,就需加一个与原磁化磁场相反的磁场,如OC段所示。

线段OC即表示使磁感应强度B恢复到零时所需要的反向磁场强度,这一场强通常称为矫顽力,并用Hc表示。

最大剩磁Br饱和磁感应强度Bs饱和磁场强度Hs及矫顽力Hc是磁性材料的四个重要参数,在设计制造磁力仪器时,必须予以重视。

通常磁通门式磁敏传感器使用软磁性材料。

所谓软磁性材料,是指那些Hc小的磁性材料,特点是易去磁。

软磁性材料在仪器中是工作在周期性变化的磁场(一般为正弦交变磁场)中的,故其磁化过程是周期性进行的,其结果便形成动态磁滞回线(它与图1.35静态磁滞回线形状大致相同,面积比静态磁滞回线面积大些),由于动态磁滞回线的面积等于反复磁化一周所损耗的能量,所以动态磁滞回线的形状和大小随磁化磁场频率而变。

在动态磁场作用下,除磁滞损耗之外,还有涡流损耗和其它损耗。

这些损耗均与磁化磁场的频率有关。

磁通门式磁敏传感器设计中所用到的磁滞回线是动态饱和磁滞回线,(即磁滞回线中最大的一条回线)。

动态磁滞回线上各点对应的斜率,μd=dB/dH叫做该点的动态导磁率。

磁通门磁力仪是利用具有高导磁率的软磁铁芯在外磁场作用下的电磁感应现象测定外磁场的仪器。

它的传感器的基本原理是基于磁芯材料的非线性磁化特性。

其敏感元件是由高导磁系数、易饱和材料制成的磁芯,有两个绕组围绕该磁芯;一个是激励线圈,另一个则是信号线圈。

在交变激励信号f的磁化作用下,磁芯的导磁特性发生周期性饱和与非饱和变化,从而使围绕在磁芯上的感应线圈感应输出与外磁场成正比的信号,该感应信号包含f、2f及其它谐波成分,其中偶次谐波含有外磁场的信息,可以通过特定的检测电路提取出来。

1.坡莫合金片的磁滞迥线特点坡莫合金与一般的铁磁性物质比较,具有很高的导磁率(u=dB/dH),比如国产IJ86型的坡莫合金,起始导磁率u0=150000CGSM单位。

很小的矫顽磁力(Hc)和很小的饱和磁场(Hs),因此坡莫合金的磁滞回线窄而且陡,但是一般的铁磁性物质的磁滞回线宽而且缓,如图3一l和3一2所示。

分析坡莫合金的磁滞迥线可以知道,当外磁场有微弱变化时候,就会引起磁感B的显著变化,可以说磁感应强度B对外磁场H的变化有放大的作用,或者说坡莫合金对外磁场感觉灵敏。

由于坡莫合金磁滞迥线所包含的面积很小,可以近似地看成一条曲线,B随H 的变化特点就与一般铁磁性物质所表现者有所不同了。

2.偶次谐波的产生在无外磁场状况下,当初级线圈中供一个交流电压E=Em*COSwt时,则在坡莫合金中将产生一个交变磁场表达式如下:H= 一H m coswt其中H m>H s 饱和磁场由于H随时间变化将引起B随时间变化,当一Hs<H<HS时,B--H曲线可以近似看作直线,故在这一段时间B随时间的变化是正弦波形。

当H≥Hs时,B达到饱和值Bm,保持一个常值,因此曲线顶部是平的,并且正负半周的振幅相等,保持B>Bm的这段时间也相等。

从B曲线来看,相当于一段失真的正弦曲线。

此曲线可以看成由基波和三次谐波合成。

如图3一3所示。

当有外磁场存在时,作用在坡莫合金的总磁场为:H=H 0+H m COS θ 其中(H 0十Hm)>Hs同样在一HS<H<Hs 时,B--H 曲线可以近似看作直线,这一段B 随时间变化是正弦波形的。

H>Hs 时,B 达到饱和值。

由于磁场的变化是在外磁场Ho 的基础上变化的,所以在H 与Ho 同向时,B 先达到饱和,保持在常值Bm 的时间比较长,当H 与Ho 反向时,B 保持在常值Bm 的时间比较短。

这个B 随时间变化的曲线由于顶部是平的,可以看作是其基波和三次谐波合成,但是由于正负半周不对称,还应该有二次谐波的成分,这个二次谐波的曲线和外磁场的存在有关,如图3一4所示。

括弧内由于Hm>(Hs+Ho),按二项式定理展开,并略去(Hs+Ho)/Ho 的4次方以上的高次项,经过整理后得到:H mwSnKuHsb 82-=H 0式中右端除了Ho 以外都为与灵敏元件绕制等有关的常数,可见输出电压振幅与外磁场H 。

成正比。

3.3环型芯磁通门传感器的工作原理单线圈型磁通门传感器的激励线圈和感应线圈使用同一组线圈,产生的感应电压含有很大并且又无益的基波分量。

为了抑制这些基波信号的干扰,出现了环型和管型等其他结构的传感器。

环型传感器可以看成双棒型传感器的延伸,并且形成了闭合回路,因为它激励磁场在左右两边对称的磁芯中心大小相等、而且方向相反,所以产生的感应电压的基波分量相互抵消。

因此环型磁通门传感器输出的感应电压大小为:由上式表明,在这样的传感器中,理论上激励磁线圈都不产生感应电压,激励磁场存在只是使磁芯的导磁系数发生周期性的变化。

坡莫合金磁芯在交变磁场的激励下,它的导磁系数随时间发生周期性变化,当还没有被磁化到饱和的时候,导磁系数很大,磁通的闸门打开,磁通量很大;当磁芯饱和的时候,导磁系数很小,闸门关闭,磁通量就很小。

当平行于感应线圈轴向有外磁场存在的时候,感应线圈内部的磁通量也发生周期性的改变,外磁场受到周期性变化的磁通的调制,在感应线圈两端感应出电压,用合适的方法测量该感应电压就能够得出外磁场的大小。

由于两个半芯的二次谐波电压的频率、振幅和相位都一样,因此灵敏元件的总输出振幅电压为2倍二次谐波电压振幅,即:磁通门磁力仪的主要性能1.分辨率磁通门磁力仪的分辨率(对微弱信号变化量的反应能力)相当高,一般可以达到1—10nT,相当于地磁场强度的0.00001—0.0001倍。

特殊制造的磁通门磁力仪的分辨率可以达到0.001nT,因此可以用于测量地磁脉动。

卫星载磁通门式向量磁力仪的分辨率因量程而异,在测量弱磁场的时候分辨率可以达到0.002nT。

限制分辨率的主要因素是电子线路前置放大器的噪声以及探头的灵敏度和噪声。

2.测量范围磁通门磁力仪的测量范围是—65000到65000nT之间。

为了提高灵敏度和免受磁化产生永久磁场,磁通门磁力仪的探头铁芯由高导磁率软磁材料制作。

这些材料的饱和磁场强度Hs只有0.0001T左右。

如果待测磁场达到或超过这个强度,激励磁场的调制功能就明显受限,被测磁场更强时,甚至可以将铁芯磁化,必须退磁才能消除剩磁。

所以,磁通门磁力仪被认为只适用于弱磁场的测量,3.频率响应磁通门磁力仪频率响应范围大约在10Hz以内,一般适用于测量缓慢变化的稳恒磁场。

监测交变,脉动或扰动磁场时,需要特殊制作的磁强计。

二、磁通门式磁敏传感器的二次谐波法测磁原理一般地说,磁通门传感器的磁芯几何形状有下面几种:在闭合式磁芯中,有长方形磁芯、跑道形磁芯、圆形磁芯三种;在非闭合式磁芯中,有长条形单磁芯和长条形双磁芯两种。

从这几种磁芯的性能来说,以圆形较好,跑道形次之。

在地球物理的磁法勘探的测量中,用跑道形磁芯较多。

下面就以跑道形磁芯为例来分析磁通门式磁敏传感器的测磁原理及有关问题。

(一)长轴状跑道形磁芯如图1.37所示,一般沿长轴方向的尺寸远大于短轴方向的尺寸,故当沿长轴方向磁化时,要比沿短轴方向磁化时的退磁作用及退磁系数小得多。

这样,就可以认为跑道形磁芯仅被沿长轴方向的磁场所磁化。

在实践中,亦仅测量沿长轴方向的磁场分量。

图1.37 跑道形磁芯结构示意图L—灵敏元件架;2—初级线圈;3—输出线圈;4—坡莫合金环若在跑道形磁芯的彼此平行的两长边上,分别绕一组匝数相同的线圈w1、w2则同向串联在一起作为激励线圈;在w1、w2的外边绕一公用的测量线圈(称作讯号线圈)w S,则当在激励线圈w2通入一正弦交变电流 I~=I M Sinωt时,假定由w1产生的磁场为 H1~=HmSinωt,那么,在w2中必然产生一个磁场为H2~=-HmSinωt。

由图1.37可见,对于激励交变场来讲,其磁路为一闭合磁路,故没有退磁作用,对于正弦交变磁场来说,导磁率即为材料的动态相对导磁率μ’,由于μ’高达几十万,而在真空中的动态相对导磁率近似为1,所以,w1及w2所产生的磁力线在磁芯未达到饱和之前,均可视为无漏磁的通过整个闭合磁路的。

作用于两长边的交变磁化磁场,可分别等效为:H1~ = 2Hmsinωt; H2~= - 2Hmsinωt对于被测恒定地磁场He来讲,其磁路是一开断磁路,并有退磁场Hd的存在。

故磁芯对外加恒定磁场He的有效导磁率,是物体的动态相对导磁率μd’磁性材料的动态磁滞回线形状比较复杂,极难用一简单数学模型加以描述。

但为了对探头进行理论分析,并进行具体计算,必须把实际的软磁性材料的最大动态磁滞回线加以近似化、理想化,即用一个足以表征其特性(饱和特性)的模型来表示之。

图1.38中的三折线模型,就是常用的一种。

图1.38 传感器测磁原理图当外加磁场He=0时,作用于磁芯两长边的总磁化磁场仅是交变磁化磁场,但如果两个激励线圈的匝数w1=w2则H1~=2HmSinωt=-H2~,再假定磁芯的两长边的几何尺寸及电磁参数完全相同,测量线圈的安装位置也非常对称时,则在长边1和长边2中产生的通过测量线圈的磁通量,每时每刻都大小相等、方向相反,从而使通过测量线圈的总磁通量恒等于零。

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