南京理工大学本科科研训练开题报告-基于非晶材料的磁通门传感器设计 (1)
磁通门微电流传感器设计
磁通门微电流传感器设计
刘海艳
【期刊名称】《自动化技术与应用》
【年(卷),期】2016(035)009
【摘要】磁通门传感器测量范围广、精密度高、性能稳定,是一种测量微磁场的重要传感器.本文设计的微电流磁通门传感器,主要设计了环形磁通门探头,并分析、计算其激励线圈和感应线圈的匝数,采用11.7kHz频率的方波作激励,利用被测微电流引起探头所处磁场大小的变化来实现微电流的测量,经过带通滤波、相敏检波和积分滤波处理后可直接显示电流大小.
【总页数】5页(P101-105)
【作者】刘海艳
【作者单位】南京理工大学紫金学院,江苏南京210046
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.13
【相关文献】
1.基于CPLD的正交磁通门传感器设计 [J], 马乐
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3.一种构造方形通孔结构的磁通门传感器设计及其实验验证 [J], 韩东; 顾建疆
4.基于磁通门技术的转子位置传感器设计 [J], 周俊鸿; 樊志华; 黄晶晶; 刘娜
5.无线微电流表传感器设计与研究 [J], 欧阳明星
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基于非晶丝低频磁阻抗效应的无圈磁通门传感器
基于非晶丝低频磁阻抗效应的无圈磁通门传感器鲍丙豪;沈科承【摘要】介绍了非晶丝低频磁阻抗效应的理论,并制作了实验装置.利用晶体振荡电路以及低通滤波器获得的正弦信号激励外加扭转应变的钴基非晶丝,对非晶丝两端的输出电压信号提取二次谐波分量,通过改变施加给非晶丝的扭转应变以及激励信号有效值的大小,测出了二次谐波电压随被测磁场之间的变化关系,确定了最佳扭转应变和最佳激励电流有效值,最后设计出了一种无圈磁通门传感器,该传感器在弱磁检测领域具有很好的应用前景.%The theory of low-frequency magneto-impedance effect in amorphous wires was presented,and the experimental configuration was designed. The twisted Co^base amorphous wire was excitated by sinusoidal signal produced by a crystal oscillator circuit and a low-pass filer. The second harmonic of the output signal from the wire ends dependence of the applied magnetic field with various torsional strains and excitation current values was studied. The coil-less fluxgate sensor was made finally with optimal torsional strain and excitation current value, and has a good prospect in the field of weak magnetic measurement.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】3页(P22-24)【关键词】非晶丝;扭转应变;无圈磁通门传感器【作者】鲍丙豪;沈科承【作者单位】江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013;江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TH890 引言在电机测控、电力电子技术、磁信息读写、汽车工业、机器人、无损检测等领域广泛使用磁场传感器。
基于磁通门效应的非晶丝弱磁传感器
基于磁通门效应的非晶丝弱磁传感器李文涛;王世伟;孙广杰;孙晓华;赵军【摘要】研制钴基非晶态合金丝制成的环形磁芯三绕组磁场传感器,缩小现有磁场传感器尺寸,提高传感器探头测量灵敏度和输出信噪比.采用旋转水纺法制备淬态非晶丝,经过电流退火工艺处理后作为传感器磁芯材料,利用环形三对称磁通门磁芯结构,有效地减小磁芯材料不均匀造成的测量误差,提高探头的信噪比.通过单片机、信号发生电路、相敏滤波电路等环节的集成构成传感器测试系统,提高传感器的测量精度和稳定度.试验结果表明传感器探头灵敏度达到了设计要求.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P1-3)【关键词】磁通门;非晶丝;环形磁芯;相敏检波;弱磁传感器【作者】李文涛;王世伟;孙广杰;孙晓华;赵军【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;包头稀土研究院,内蒙古包头014030;包头稀土研究院,内蒙古包头014030;包头稀土研究院,内蒙古包头014030;包头稀土研究院,内蒙古包头014030【正文语种】中文【中图分类】TM936.20 引言磁通门传感器是指利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与被测磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种磁场传感器。
与其他类型磁传感器相比，具有分辨率高(可达10-11 T)，测量弱磁场范围宽(0～10-8 T)，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。
在诸多类型的磁场测量传感器中，磁通门是综合性能最好的一种[1-2]。
1 磁通门传感器的基本工作原理磁通门传感器对弱磁场测量十分有效，它具有很高的分辨力和良好的方向性，可将环境磁场物理量转化为相应的电势信号，从而实现对磁场的测量。
磁通门传感器是利用铁磁材料的各向异性磁电阻效应制作的一种能够测量磁场大小和方向的传感器。
当磁芯处于周期性过饱和工作状态时，感应电势中就会出现随环境磁场强度而变的偶次谐波分量。
南京理工大学本科生科研训练“百千万”计划开题报告
时、多维型网络。
而实际上单靠人体自身的感觉器官，在研究过程中的功能是远远不够
的，因此要引入传感器作为在物联网中获取信息的重要途径，物联网传感器
是一种能够收集周围环境信息，并将探知的信息传递给其他设备的装置。而
物联网和传感器是相辅相成的，物联网系统中的海量数据信息来源于终端设
备，而终端设备数据来源于传感器，因此各类传感器才是整个物联网系统运
南京理工大学本科生科研训练“百千万”计划开题报告
项目名称
输变电设备物联网传感器仿真系统的设计
资助类别 国家级（ ）； 省级（ ）； 校级重点（ ）；校级普通（√）
部、省级以上科研课题（ ）企、事业单位委托课题（√）卓工
项目来源 计划联合培养项目（ ）学生自拟课题（ ）竞赛项目（ ）其他
（）
姓名
学号
学院
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由部署在监测区 域内大量传感器节点相互通信形成的多跳自组织网络系统, 是物联网底层网 络的重要技术形式。WSNs 的关键技术主要体现在三个方面,即传感器系统设
计、网络服务以及网络通信协议[8]。一个可靠并且能量有效协议栈的开发对 于支持多类型无线传感器网络应用具有重要意义。无线传感网的通信协议栈 与互联网协议栈的五层协议相对应,由物理层、数据链路层、网络层、传输 层和应用层组成，重点集中在数据链路层、网络层和传输层,以及它们之间 的跨层交互。数据链路层通过介质访问控制来构建底层基础结构, 控制节点 的工作模式；网络层的路由协议决定感知信息的传输路径；传输层确保了源 节点和目的节点处数据的可靠性和高效性。
对系统软件的设计，包括传感器的仿真设计和数据收发的软件管理设计。
二、文献综述及主要参考文献（通过对本研究密切相关的至少 9～11 篇参考文献进行整理和
基于磁通门传感器铁矿检测电路设计
基于磁通门传感器铁矿检测电路设计引言随着社会的发展，工业化进程不断加快，铁矿作为重要的矿产资源，被广泛开采和应用。
而在铁矿矿山日常的生产中，为了保证采矿作业的安全与高效，需要对铁矿进行检测，以确保铁矿的质量与产量。
传统的铁矿检测方法往往需要依赖人力进行采集与检测，工作效率低下且易受环境因素影响。
因此，本文将介绍一种基于磁通门传感器的铁矿检测电路设计，在铁矿检测方面具有较高的自动化和精准度。
传感器原理磁通门传感器，也叫磁敏门传感器，是一种磁敏元件，其基本原理是利用磁场对材料磁导率的变化敏感的特性，通过测量门内自由磁场在传感器绕组上感应的瞬时电动势，来探测在其内部磁场的变化。
其主要由磁芯、线圈、电容和变压器等组成。
具体而言，当磁场发生变化，磁通进出磁芯会产生一定的涡流，这会使得磁芯中的铁磁材料饱和程度变化，从而使磁芯中的磁阻发生变化。
当磁敏门传感器处于静态时，其输出电压Uo等于零，此时其内部电路呈现开路状态；而当磁场发生变化时，磁芯中的磁阻也会发生变化，从而产生感应电动势，此时其输出电压Uo也会变化，电路呈现闭合状态。
通过采用滤波电路和运算放大器等电子元件来对其输出电压进行处理和放大，从而实现对磁场变化的检测。
电路设计为了实现基于磁通门传感器的铁矿检测电路，我们需要设计一个能够稳定供电、具有较高采样精度和能够自动采集和处理数据的电路。
具体而言，其主要包括以下几个方面：1. 供电和信号采集铁矿是处于自然界中的物质，其磁场往往在微弱的范围内变化，因此，在进行信号采集时需要使用高精度的放大器和滤波器来消除噪声干扰。
为了提高传感器的灵敏度和信号稳定性，我们可以采用恒流源方式进行供电。
具体而言，在本电路设计中，我们采用了以运放、震荡电路和滤波电路等组成的前置电路，来保证信号采集的稳定性和精度。
2. 转化和处理在进行信号采集后，需要对信号进行转化和处理，以得到对铁矿磁场变化的精确检测数据。
在本电路设计中，我们采用了运算放大器和微处理器等电子元件来对信号进行转化和处理。
南京理工大学毕业设计开题报告
南京理工大学毕业设计开题报告学生姓名：朱林义学号： 10212016专业：材料成型及其控制工程设计(论文)题目：摩托车覆盖件逆向设计----前灯罩、前盖板设计指导教师: 赵东富2006 年 4 月 20 日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。
毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述题目：量子密码技术基础研究摘要：随着计算机的飞速发展，数学密码也许能够在10年或更长时间内保证秘密信息的安全。
量子信息时代的到来，尤其是拥有迅速执行巨量复杂的因数分解能力的量子计算机的出现，也许预示着RSA算法和其它加密方法的最终消亡。
要对付量子计算机惊人的密码破译功能，唯一途径就是运用量子密码学技术。
关键词：量子密码、加密、密钥1 总述1996年，IBM研究实验室的Charles.H.Bennett在英国的《自然》杂志新闻与评论栏声称，量子计算机进入工程时代。
同年，美国《科学》也称量子计算机将引起计算机领域的革命。
量子信息技术是物理学研究成果和信息处理技术相结合的产物，对它的了解和研究具有重要的理论意义和挑战性。
基于非晶态合金的新型测力传感器
基于非晶态合金的新型测力传感器
臧勇;石延平;崔伯第
【期刊名称】《工程与试验》
【年(卷),期】2011(051)002
【摘要】非晶态软磁合金具有良好的软磁特性和显著的压磁效应,利用其作为敏感材料,能够提高测力传感器的测量精度和灵敏度.本文介绍了几种基于非晶态合金压磁效应力传感器的基本结构、工作原理以及所存在的问题和发展趋势.
【总页数】5页(P51-55)
【作者】臧勇;石延平;崔伯第
【作者单位】淮海工学院机械系,江苏连云港222005;中国矿业大学机电学院,江苏徐州221116;淮海工学院机械系,江苏连云港222005;淮海工学院机械系,江苏连云港222005
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.1;TG139+.8
【相关文献】
1.新型Zr57Nb5Cu15.4Ni1
2.6Al10大块非晶态合金的制备及其室温单轴压缩断裂行为 [J], 陶平均;杨元政;李喜峰
2.就《关于国家新型实用专利塞入式组合测力传感器(三棱塞入式测力传感器)可行性的技术探讨》的不同意见 [J], 胡瑞平;李永春;张春雷
3.关于国家新型实用专利塞入式组合测力传感器(三棱塞入式测力传感器)可行性的技术探讨 [J], 顾增华;凌行锋;郑滨滨
4.基于非晶态合金的新型转矩及转速传感器的研究 [J], 石延平;周庆贵;陈季萍
5.压电薄膜新型测力传感器及其调理电路的研究 [J], 贺伟;雷挺
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非晶合金开题报告
非晶合金开题报告非晶合金开题报告一、研究背景和意义非晶合金是一种具有非晶结构的金属材料，其在固态下呈现无定形的特性。
相对于晶态金属材料，非晶合金具有更高的硬度、强度和韧性，以及更好的耐磨性和耐腐蚀性。
因此，非晶合金在航空航天、能源、电子等领域具有广泛的应用前景。
本研究旨在探索非晶合金的制备方法、结构特性以及性能优化的途径，为其在工程实践中的应用提供理论和实验基础。
二、研究目标和内容1. 研究对象：本研究将选择几种常见的非晶合金材料作为研究对象，包括铁基、镍基和铜基非晶合金等。
2. 制备方法：通过溅射法、快速凝固法和高压气体淬火等方法制备非晶合金样品，并对其组织结构进行分析。
3. 结构特性分析：采用X射线衍射、透射电子显微镜等技术对非晶合金的结构特性进行表征，包括晶化行为、晶粒尺寸、晶界分布等。
4. 性能优化：通过合金元素的添加、热处理和表面改性等方法，探索非晶合金的性能优化途径，包括硬度、韧性、耐腐蚀性等方面。
5. 应用研究：将研究所得的非晶合金样品应用于航空航天、能源和电子等领域，评估其性能和应用潜力。
三、研究方法和步骤1. 材料准备：选择合适的原料，按照一定的比例混合，并采用真空熔炼或溅射等方法制备非晶合金样品。
2. 结构表征：利用X射线衍射仪、透射电子显微镜等设备对非晶合金的结构特性进行表征，包括晶化行为、晶粒尺寸、晶界分布等。
3. 性能测试：采用硬度测试机、拉伸试验机等设备对非晶合金的力学性能进行测试，包括硬度、强度、韧性等方面。
4. 性能优化：通过合金元素的添加、热处理和表面改性等方法，对非晶合金进行性能优化，并进行性能测试和分析。
5. 应用评估：将优化后的非晶合金样品应用于航空航天、能源和电子等领域，评估其性能和应用潜力。
四、预期成果和创新点1. 预期成果：本研究将获得一系列非晶合金样品，并对其结构特性和性能进行全面的表征和分析。
同时，将评估其在航空航天、能源和电子等领域的应用潜力。
基于纵向激励的Fe基非晶带加速度传感器
第37卷第3期南京理工大学学报V01．37N o．3—丝竖垒篁垒』———一．．!竺竺竺坐堂翌型垫墨旦竺!二!竺!!兰堕!!堡!竺竺!!!!!竺!!!墅』塑：兰Q!兰基于纵向激励的Fe基非晶带加速度传感器史晓君，卜雄洙，杨波(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：为了提高传感器的性能，该文选取Fe基非晶带材作为敏感材料，采用纵向激励的驱动方式，优化设计了差分型的敏感元件。
针对敏感元件的结构形式和驱动方式设计了相应的脉冲信号发生电路、峰值检波电路、无源低通滤波电路和电压跟随电路。
对基于巨应力阻抗效应的加速度传感器样机的动静态性能进行了实验标定和数据分析。
测试结果表明：在±50g的量程范围内，传感器的灵敏度为34．85m v／g，线性度误差为0．56％，重复性误差为2．67％，迟滞误差为0．87％，达到了实际加速度测量的要求。
关键词：纵向激励；Fe基非晶带；加速度传感器；差分型中图分类号：TP212．1文章编号：1005—9830(2013)03—0389—04Fe—base d am or phous r i bbon accel er om et erb嬲ed on l ongi t um nal exci t a t i onShi X i aoj un，B u X i ongzhu，Y ang B o(School of M ec ha ni c al E n舀neer i ng，N U ST，N anj i ng210094，C hi na)A bs t m ct：To i m pr oV e t he perf bm ances of s ens or s，t he sens i t i、r e c om pone nt s i n di娲r enti al—t ype a r eopt i m a U y de si gne d w i t l l F e-bas e d am o叩hous r i bbon as t he s ensi t i ve m at er i al and t he l ongi t udi nal e x．ci t at i on as t he dr i V i n g m ode．T he pul se exci t at i on ci rc ui t，pe al【．va l uedet ector，pas s i ve l ow．pas s f i l t erw i t h t he s缸uct ur e and t he dr i vi ng m ode of t he ci r cui t and V ol t ag e f-ol l ow er aI．e de si gne d t o m at chups ensi t i ve m at er i aJ．T he st at i c a11d dyn锄i c ped’om l ances of t he ac cel er om e t er pm t ot vpe bas ed o n t he 百ant s眦ss-i m pedance(G SI)e如ct a r e exper i m e nt al l y cal i br at ed and aI l al yzed o n da t a．，11l e t es t r esul t s s how t}l at i n t he accel er at i on f i el d of±50g，t he s ensi t i ve i s34．81m V／g，t he l i neari t y en．or i s 0．56％，t he r epeat abi l i t y eⅡ-or i s2．67％a nd t he hys t er es i s en．or i s0．87％，w hi ch at t ai ns t he r e qui r em e nt i n act ual m eas ur em ent of acce l er at ed ve l oci t y．K ey w or ds：l on舀t udi nal exci t at i on；F e．bas ed am orphous r i bbon；accel em m et er；d i f kr ent i al—t yp e收稿日期：2012—04—13修回日期：2013—04—23基金项目：江苏省普通高校研究生科研创新计划(cxzzl l业41)作者简介：史晓君(1982一)，男，博士生，主要研究方向：传感器及信号测试，E．m ai l：chest em ust@hot m ai l．com；通讯作者：卜雄洙(1966一)，男，教授，博士生导师，主要研究方向：动态测试技术与传感器，E．m ai l：buxul05@nj ust．edu．c n。
磁通门传感器的设计（可编辑）
磁通门传感器的设计摘要三分量磁通门地磁场检测装置是应用磁通门传感器对地磁场进行测量的矢量检测装置。
与其它类型测磁仪器相比,磁通门传感器具有分辨率高,测量弱磁场范围宽,体积小、重量轻、功耗低,经济性好,能够直接测量磁场的失量和适于在高速运动系统中使用等特点,被广泛应用于各种领域。
本文分析了磁通门传感器的工作原理,详细论述了如何采用数字检波的方法进行信号处理.本文还介绍了三分量地磁场检测装置硬件电路的设计和单片机程序。
检测装置主要由三分量磁通门传感器、单片机最小系统、A/D数据采集电路和串口电路构成。
三分量磁通门传感器检测到磁场的矢量大小,输出信号经过有源滤波器和放大器处理后得到三路幅度与磁场各分量大小成正比的正弦信号。
A/D同时对三路信号进行4倍频采样,将两个周期的采样数据传送到单片机,然后单片机通过串行端口将数据发送到计算机,最后由计算机完成数据的处理和分析。
关键词三分量地磁场数字检波数据采集串行端口The Design of Geomagnetic Field Detection Device Based on Three-component Fluxgate SensorsAbstratThe three-component fluxgate geoamagnetic field detection device is a kind of vector detection device which can measure the geoamagnetic field directlypared with other instruments which can measure geomagnetic field,the fluxgate sensor has the virtue of small size,light weight, low power consumption and good economy,is used widely in different fields.This paper introduces the working principle of the fluxgate sensor and the digital demodulation method in detail. The design of hardware circuit of the three-component fluxgate geomagnetic field detection device and progamming of MCU are also introduced in this paper. The detection device consists of three-component fluxgate sensors, MCU system, A/D data acquisition circuit and com port communication circuit. The magnetic vector is detected by the three-component fluxgate sensors,signals output from the senors are processed by active filters and amplifiers.Then there are three sinusoidal signals,whose amplitude are proportional to the magnitude of geomagnetic field component. The A/D convertor produces 4 points sampling signals, and transmits data of two cycles to CPU, then CPU send the data to computer via the com port. Finally,the data is processed and analyzed by computer.Keywordsthree componentsgeomagnetic fieldDigital demodulation Data AcquisitionCom Port目录摘要 1Abstrat 21 绪论 11.1 研究三分量磁通门地磁场检测装置的目的和意义 1 1.2 各种测磁仪器 21.3 磁通门测磁仪器的研究现状 52 检测装置的工作原理 62.1 磁通门传感器的工作原理62.2 检测装置的工作原理 82.3 地磁检测装置的主要功能123 三分量磁通门地磁场检测装置的硬件电路设计123.1 前置检测电路的设计 123.1.1 分频电路和信号转换电路的设计: 133.1.2 驱动电路的设计: 133.1.3 选频放大电路的设计: 143.2 16位A/D转换器4倍频采样的硬件设计163.2.1 根据A/D采集电路的设计要求选择合适的A/D: 16 3.2.2 A/D采集电路的设计: 173.3 内部电源的设计184 三分量磁通门地磁场检测装置的的软件设计194.1STC89C54RD+单片机介绍194.2 A/D的软件控制204.3 程序流程图214.4 示例程序214.5 串口发送的硬件设计235 测试结果及分析245.1 分频器电路测试245.2 功率驱动电路的测试 255.3 信号转换电路测试255.4 带通滤波器的测试266 对三分量测量的通道差异进行校正的方案设计286.1 方案1:通过硬件电路的调试进行校正286.2 方案2:通过软件编程对测量结果进行校正29总结30参考文献及参考资料31致谢33英文翻译34英文翻译原文371 绪论1.1 研究三分量磁通门地磁场检测装置的目的和意义在介绍三分量磁通门地磁场检测装置之前,首先介绍一下它的研究目的和意义。
磁通门传感器的研究进展
磁通门传感器的研究进展目录1.内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.1 研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.2 研究现状概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.3 研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.磁通门传感器基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1 磁通门传感器的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2.2 基本模型与数学描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62.3 材料与结构特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73.磁通门传感器的设计与制造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3.1 设计原理与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 3.2 制造工艺与设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.3 性能测试与评估方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．134.磁通门传感器的性能优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 4.1 灵敏度与响应速度优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4.2 稳定性与可靠性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174.3 温度补偿技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．185.磁通门传感器的应用研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5.1 在磁场检测中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．205.2 在导航与定位系统中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．215.3 在其他领域的应用前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．226.磁通门传感器的集成与智能化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．236.1 传感器阵列的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．246.2 信号处理与数据融合技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．256.3 智能控制系统的构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．277.磁通门传感器的挑战与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．287.1 当前面临的主要挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．297.2 未来发展趋势预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．307.3 研究方向的建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．318.总结与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．328.1 研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．338.2 对未来研究的展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．341. 内容综述磁通门传感器是一种基于电磁感应原理的测量设备，它能够精确地检测磁场的变化。
论文开题报告：基于电磁感应寻迹的智能小车的硬件设计
大学本科毕业论文(设计)开题报告学院：信息学院专业班级：自动化课题名称基于电磁感应寻迹的智能小车的硬件设计1、本课题的的研究目的和意义：培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题及进行系统研究开发的能力，使学生得到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练。
1) 培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决一般工程实际问题的能力；2) 通过毕业设计（论文）工作，使学生受到科学研究方法和工程设计方法的初步训练；3) 通过本设计使学生掌握嵌入式领域中主流的硬件、软件开发工具和设计过程；4) 使学生的绘图、计算、实验、数据处理、外文文献资料阅读、使用文献资料和手册、文字表达等基本技能及能力得到进一步的锻炼和提高。
5) 智能作为现代的新发明是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作不需要为的管理它，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车、无人生产线、仓库服务机器人等领域所有这些用途正逐步渗入到工业和社会的各个层面。
作为世纪自动化领域的重大成就机器人已经和人类社会的生产生活不可分。
6) 智能车辆致力于提高汽车的安全性、舒适性、适应性和提供优良的人车交互界面，是目前各国因重点发展的智能交通系统its中的一个重要。
实用化，在亚洲，日本与1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶演剧协会，主要目的是研制自动车辆导航的方法，促进日本智能车辆的整体进步。
进入80年代中期，设计和制造智能车辆的浪潮席卷了全世界，一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。
第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。
最为突出的是，美国卡内基-梅陇大学机器人研究所一共完成了navlab系列的自主车的研究，取得了显著的成就。
目前，智能车辆的发展正处于第三阶段，这一阶段的研究成果代表了当前国外智能车辆的主要发展方向。
基于铁基非晶薄带GMI效应的弱磁传感器研究的开题报告
基于铁基非晶薄带GMI效应的弱磁传感器研究的开题报告一、选题背景和意义随着信息技术和自动控制技术的发展，传感器作为一种重要的测量和控制元件，在现代工业化生产和生活中扮演着越来越重要的角色。
弱磁场传感器是一种重要的测量传感器，在电力、电子、医疗、地质等领域有着广泛的应用。
目前，市场上的弱磁场传感器主要基于霍尔效应、磁电阻效应和磁致伸缩效应等测量技术。
但这些技术都存在一些问题，如灵敏度低、磁场范围窄等。
因此，探索新的弱磁场传感技术具有重要的意义。
在这种情况下，基于铁基非晶薄带GMI（Giant Magnetoimpedance）效应的弱磁场传感技术成为一个研究热点，其具有灵敏度高、响应快、磁场范围广、抗干扰性强等优点。
但目前GMI传感器在精度、稳定性和可靠性等方面还存在问题，需要进一步深入研究。
因此，本研究将探索基于铁基非晶薄带GMI效应的弱磁传感器技术，提高其精度、稳定性和可靠性，并进一步理解GMI效应机理，为其在实际应用中的推广和推广提供理论和技术支持。
二、研究内容和方法本研究的主要内容和方法如下：1. 铁基非晶薄带GMI效应机理研究：对铁基非晶薄带GMI效应的机理进行深入研究，理解其在弱磁场传感中的应用机理。
2. 铁基非晶薄带GMI传感器设计：根据GMI效应机理，设计具有高灵敏度、高精度、稳定性和可靠性的弱磁场传感器。
3. 铁基非晶薄带GMI传感器性能测试：测试设计的铁基非晶薄带GMI传感器在不同磁场下的灵敏度、线性度、响应时间等性能指标。
4. 信号处理算法研究：根据测试结果，提出一种适用于铁基非晶薄带GMI传感器的信号处理算法，提高传感器的响应速度和精度。
5. 数据分析和实验验证：对研究结果进行数据分析，验证传感器的可靠性和精度，为其实际应用提供理论和技术支持。
三、研究预期结果本研究的预期结果如下：1. 研究发现基于铁基非晶薄带GMI效应的弱磁传感器工作机理，解释其在弱磁场测量中的应用机理，并探讨其可行性和优越性。
基于磁通门传感器的方位检测仪设计
基于磁通门传感器的方位检测仪设计ＩＩ基于磁通门传感器的方位检测仪设计在垂直于磁场和电流的方向存在一个电场，并在其两端有电动势巩输出，这种现象就是霍尔效应。
如果磁场和霍尔元件法线的夹角为口，则霍尔电势％＝％ＩＢｃｏｓｏｔ，其中细为霍尔常数。
当处于恒定的磁场中时，通过改变口可以得到不同的霍尔电势％。
霍尔式方位仪是将两个霍尔传感器正交，方位测量原理同磁通门式方位仪类似。
霍尔传感器具有体积小，功耗低，价格低等优点，比较适用于对强磁场的测量。
一般在要求不高的场合可用于对地磁场测量，进而测量方位【蛔。
（３）磁阻式方位仪磁阻式方位仪是通过磁阻传感器的磁阻效应来感应外部磁场的变化，从而确定运动物体的方位。
美国物理学家开尔文在１８８３年首先发现了导体的电阻在磁场的作用下会发生变化，随后人们又发现某些金属或半导体在磁场作用下其电阻值会随着磁场的变化而变化，这一现象就称为磁阻效应。
由于具有磁阻效应的材料在不同方向感受地磁场时，其阻值会发生相应的变化，磁阻式方位仪正是基于两个正交的磁阻传感器来测量方位的。
集成磁阻传感器的出现使磁场测量更加方便可靠，如Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司生产的ＨＭＣｌ０２２，里面集成了２个磁阻传感器。
磁阻传感器具有体积小、灵敏度高、成本低等优点，但是受温度和外部磁场的影响比较大【６－７１。
Ｈ）ＧＭＲ式方位仪巨磁电阻效应又称ＧＭＲ效应，是在１９８８年首次被法国科学家发现的。
某些材料在磁场中电阻率随着磁场变化而变化的现象，这种现象就叫ＧＭＲ效应。
ＧＭＲ传感器比磁阻式传感器的测量范围大一个量级，可以检测的磁场范围更广泛，其具有体积小、灵敏度高、线性范围宽、可靠性高等优点，两个ＧＭＲ传感器正交并组成惠斯顿电桥，再配合计算机处理可测量高精度的方位【１，８－９】。
基于以上几种磁方位仪的比较，本文设计磁通门式方位仪，根据磁通门技术的原理，设计磁通门传感器，再将两个磁通门传感器正交，并配合单片机系统来测量运动物体的方位。
基于非晶带GMI效应新型弱磁场传感器
ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｌ ｅ ｒ ｙ ｏ ｅ ｓ ｎ ｏ ｅ ｅ ｐ ｒｏｍｅ ． ｅ ｓ ｎ ｏ ａ ｅ ｕ ｅ ｈ ａ ｇ ｅｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｅｄ ｉ— ａ ｕ ｅ ｎ ａ ｇ ｎ ｉ ａ ｉ ｆ ｈ ｅ ｓ ｒｗ ｒ ｅ ｆｒ ｄ Ｔｈ ｅ ｓ ｒｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｉ ｔ ｅ ｗｅ ｋ ｍａ ｎ ｔ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｎ ｎ ｔ ｔ ｎ ｃ ｉ ｆ ｃ ｕ ｉｇ ｅ ｃｈ ｍａ ｅｉ ｉ ｌ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎａ ｇ ｅ ｉ ｅ ｄ ｌ ｄ ｎ ａ ｇ ｔ ｆ ｄ ａ ｄ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｌｍａ ｎ ｔ ｆ ｌ ． ｎ ｃ ｅ ｏ ｃｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｇａ ｔｍａ ｎ ｔ — ｅ ａ ｃ ｆ ｃ ； ｍｏｐ ｏ ｓａｌ ｙ ｒ ｂ ｎ； ｅ ｋ ｍａ ｎ ｔ ｅ ｓ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｎ ｇ ｅｏ ｉ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｅ ｅ ｔ ａ ｒ ｈ ｕ ｌ ｂ ｏ ｗ ａ ｇ ｅ ｉ ｓ ｎ ｏ ｏ ｉ ｃ
可 应 用 于地 球 磁 场 、 境 磁 场 等 微 弱 磁 场 检 测领 域 。 环
关键词 ： 巨磁 阻抗效应 ； 非晶态合金 带 ； 弱磁场传 感器 中图分类号 ：Ｐ １ Ｔ ２２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ２—１４ （ ０ ２ ０ ０ ０ １０ ８ １ ２ １ ） １— ０ ７—０ ３
材料的研究中被广泛使用 Ｊ 。此外 ， 对有偏 置和 反馈线 圈 针
１２ 敏感 元件 的设计 ． 实验采用长 ２ ５ｍｍ、 １５ｎｌ、 ３ ｚ 的磁致 伸缩系数 宽 ． ｌｌ厚 ４］ Ｔ ｍ
的结构 ， 设计 了 以 Ｃ ＳＩ ＭＯ Ｃ电路 作为 脉 冲 电流启 动 Ｇ 传 感 ＭＩ 器的总体 电路 ， 具有代表性 。国内目前对 Ｇ 效 应的研究 很 ＭＩ
毕业设计(论文)开题报告(理工类)
较纯
>1000
10
100
>56
<10
100
很粗糙
很软
很暖和
很热
很干
很纯
本课题涉及到物体硬度的研究，上表中，硬度B指通过人体皮肤在物体表面的作用,感知物体表面受力时的变形程度,从而通过人脑知识库判别物体性质。
另外，本课题提到的微创介入手术是作为一种革命性的手术方式已经为越来越多的医生和患者所接受。与传统的手术相比,微创手术有着减少手术创伤!缩短病人康复周期等诸多的优点。但是在这些优点以外又存在着一些问题,传统手术中医生直接操作手术器械,器械与人体组织的接触信息可以直接传给医生,而微创手术中医生手术中的触觉信息由于手术器械的关系大多很难得到"因此,在微创手术中,医生由于缺少了触觉信息而使得手术增加了危险,可能因操作不当或过猛损坏了病人的器官。基于以上的原因，需要引入医用触觉传感器，这能够减小这方面的危险。本课题研究的传感器也涉及这方面的研究，也就是对肌肉组织的测量，确定它的硬度。硬度这特性也能体现人的健康状态，对于医生来说也是需要的。
[4]陈建强，高国伟。高灵敏度金属—压电陶瓷触觉传感器[J]。压电与声光，1993,15(1):35-37。
[5]王焕然。微创手术导管侧壁触觉传感器的研究[D]。哈尔滨工程大学，2008:1-81。
[6]单保祥，王琪民，杨浩涌。微型触觉传感器敏感单元的分析和测试[J]。中国科学技术大学学报，1999,29(4):415-420。
一、对课题任务的学习与理解
触觉是人体皮肤通过与物体表面的接触,对物体的粗糙度、硬度、导热性、温度、湿度、锐利性、振动、触觉力、触觉压力等物理性能的综合反映。所以触觉是一个综合性指标,触觉的组成要素包括物体的粗糙度、硬度、导热性、湿度、温度、锐利性、振动、触觉力、触觉压力等。
南京理工大学本科生科研训练百千万计划开题报告
南京理工大学本科生科研训练“百千万”计划开题报告[1]项目背景:如今，电网规模不断膨胀、结构愈加复杂。
在提供稳定电能的同时，电网的维护与运营也成了当今一大难题。
尤其是在出现重大自然灾害以及人为失误所造成的电网无法正常供电时，大面积停电所带来的损失无法估量。
已有研究和经验表明，电力系统的安全运行能力和故障后恢复能力极大程度取决于系统是否可以快速恢复。
在如今大规模用电的社会，如何在短时间恢复是值得研究的问题。
黑启动是电网恢复的首要阶段。
在以往的人工阶段时期，由于技术限制，常常假定系统为全黑状态。
然而，真实的电网系统中很少出现全黑的状态，这导致恢复控制可能出现冗余情况，并非最优解。
如今，随着快速切负荷（FCB）技术的应用和分布式发电技术的快速推广，具备FCB技术的大型火电机组和分布式电源可引入到恢复策略之中，这也使得故障恢复策略有了新的发展。
结合现代电力系统恢复控制的任务、主要问题以及解决方法。
从宏观角度将恢复控制划分为恢复计划和恢复培训、有功平衡与频率控制、无功平衡与电压控制和继电保护以及安全自动装置的配合4个主要问题。
恢复计划的制定是一个复杂的优化问题，一般可离线预计划,并采用人工智能技术和最优化方法相结合,予以解决。
[2]目标：本项目为《基于电网侧储能电站的火电机组恢复控制策略研究》，将具体从黑启动电源入手，将具有FCB技术特性的火电机组作为黑启动电源，进一步研究电源恢复策略。
寻找最优的黑启动电源规划模型。
通过总结得出影响黑启动电源布置的主要因素。
[3]需解决的问题：(1)黑启动电源的工作机理：随着FCB技术的应用，带有FCB的火电机组如今也是黑启动电源的热门之一。
对于这种可快速甩负荷的黑启动电源，我们需要了解其基本构成以及FCB技术的实际原理。
这对后续黑启动电源的规划有很大帮助。
(2)电源恢复路径的选择：合理规划黑启动恢复路径是保障网架可靠恢复的前提，为此如何规划电源恢复路径是我们需要考虑的问题。
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本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段
课题主要研究迟滞时间差原理及利用该原理实现弱磁场测量系统样机的研制。通过ANSYS仿真及实验证明原理的可行性，通过实验分析各参数（励磁、结构、磁芯及线圈等参数）对测量结果的影响。利用多层 PCB 工艺完成磁通门实体的制作，设计励磁信号发生器及检测与调理电路，实现磁测装置系统的组建。最终利用迟滞时间差型磁通门实现对直流及低频弱磁场的测量。根据现有的磁性材料、实验条件及课题组目前的工作成果，预期实现指标如下表。
研究和发展操作简单、稳定性好、精度高、成本低廉的磁测仪器有着十分深远的意义。磁场测量技术涉及的原理广、测量范围也有所不同。与其他磁测仪器相比，磁通门磁力计灵敏度高，制作成本低，可以测量单分量磁场及空间矢量场，并且有较大的测量范围；与核磁共振地磁仪相比，磁通门磁力计有较好的稳定性；与光纤地磁仪相比，磁通门磁力计对被测磁场更敏感，而且对振动和热量带来的磁场变化不敏感。
目前，国内外正在大力研制基于微机电系统（MEMS）技术的磁传感器。其中，研究较多的是谐振式磁敏传感器，其主要优点是不需要磁敏感材料而是依据洛伦兹力原理，但其理论分辨力只达到100nT。清华大学精密仪器实验室采用MEMS技术对传统磁通门进行微型化处理后，使磁通门的体积降到100mm3的量级。但其仍然采用传统的检测方法及类似传统的探头结构，实际上限制了传感器的进一步微型化。此次课题所研究的迟滞时间差检测法更易于微型化设计，可以方便地将磁通门及其调理电路集成为一个功能器件。并且有望突破加工技术壁垒，实现三维微型磁通门的加工及设计。
本课题的目的在于探究迟滞时间差检测原理，完成新型磁通门的制作及磁测装置的设计，最终实现直流或缓变弱磁场的测量。受现代工艺水平的制约，现有磁通门可以承受约1000倍的噪声，然而继续提高抗噪声能力较为困难。应用迟滞时间差原理设计的磁测装置可以使输出信号不受探头参数的影响和奇次谐波噪声的干扰，且调理电路简单，易于装置的微型化和集成化。
传感器性能
测量范围
-4×104nT～+4×104nT
分辨力
10nT
灵敏度
1μs/nT
传感器功耗
≤5mW
传感器带宽
600Hz
本科生科研训练开题报告
指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年月日
所在专业审查意见：
负责人：
年月日
磁通门作为弱磁测量的重要手段，其发展方向主要集中在以下几个方面：
1.提高传感器的分辨力和灵敏度；
2.提高测量精度及测量范围；
3.提高分辨力、带宽与精度的综合水平；
4.实现磁通门检测原理创新；
5.研制微型化、元件化的磁通门三、课题研究的目的及意义
传统磁通门传感器灵敏度受磁通门探头噪声制约，对磁芯的要求较为苛刻。受现代制作工艺及材料发展水平的限制，传统磁通门的发展缓慢。要提高磁通门的分辨力、精度和带宽等性能指标，除了改进制作工艺，提高制作技术水平、改进探头结构外，还必须从磁通门原理入手研究新的检测机制。
在直流或缓变的弱磁场检测中，磁通门传感器具有宽的线性范围、较高的分辨力
和较高的灵敏度等特性，因而得到了广泛的应用。近年来，集成电路工艺和微机电系统（Micro-electro Mechanical Systems）技术的迅猛发展，推动了磁通门传感器由传统的结构型向固化型的转变。半导体固态传感器由于其性能优异、体积小、重量轻且成本低廉等优点，在国防及民用领域得到了非常广泛的应用。为适应地磁测量、空间探测、卫星姿态控制等测控领域的需要，微型磁通门传感器已经引起了人们极大的关注。
与此同时，磁场测量技术与不同领域的学科结合形成一些其他学科，如磁场测量在化学中的应用形成了磁化学；磁场测量在地质中的应用形成磁法勘探学；磁场测量在探伤中的应用形成磁探伤学；磁场测量在医学中的应用形成磁法医疗学。尤其重要的是，磁场测量仪器广泛应用于大型物理实验仪器、高能加速器、离子束加工装置、热核聚变装置、宇航等重大工程中。
四、小结
总之，项目的成果可广泛应用于日后各项建设中。此次通过迟滞时间差检测机理，系统地建立了迟滞时间差型磁通门的数学模型，并依此机理完成新型磁通门实体的制作，最终实现高灵敏度、高分辨力的磁测装置的设计。根据电磁场理论建立迟滞时间差型磁通门传感器模型，并推导迟滞时间差同励磁场及待测磁场的关系以及灵敏度同励磁幅度和频率的关系。以迟滞时间差为检测对象，采用高导磁率、高矩形比的钴基非晶合金为磁敏感材料，运用PCB工艺，制作完成一种单磁芯探头结构的新型磁通门传感器。以迟滞时间差型磁通门实体为磁探头，项目完成便携式弱磁测量装置的设计，并实现-4×104nT～+4×104nT弱磁场的标定，其分辨力达到60nT。同传统磁通门相比，传感器的探头结构得到很大的简化，体积有效地减小，易于微型化；检测电路简单，磁测装置的体积也大为减小，易于便携式测量；数据处理简单，测量周期短；在传感器的体积和功耗同时降低的情况下，可以使灵敏度和分辨力等性能指标达到理想。
南京理工大学
本科生科研训练开题报告
学 生 姓 名：
XXX
学 号：
XXX
XXX
XXX
XXX
XXX
专业：
测控技术与仪器
设计(论文)题目：
基于非晶材料的磁通门传感器设计
指导教师:
XXX
2012 年5 月2日
本科生科研训练开题报告
基于非晶材料的磁通门传感器设计
文献综述
一、研究背景
早在2000多年前，我们的祖先就利用物质的磁性发明了用于航海和测绘等方面的指南针。随着社会的进步，磁场测量技术作为研究与磁现象相关的物理过程的重要手段，逐渐发展成一门综合的技术科学。其广泛应用于地磁观测、地震预报、空间磁场测量、地质勘探等地球物理领域，而且在探矿、考古、飞行器姿态控制系统、惯性导航系统等工业、军事、生物及医学领域应用广泛。
二、国内外研究情况
磁通门传感器是德国人在二十世纪三十年代首次发明的。长期以来，磁通门一直
是一种变压器式的结构(由铁心、线圈和骨架组成)。但近年来，微型磁通门的理论及
技术有了飞速的发展。1990年Thomas Seitz研制出第一个微型磁通门传感器，它的铁
心是溅射到硅片上的软磁材料。利用光刻成型，尺寸大约为2×4mm2。它的测量线圈
是用单层金属铝线做成的螺线管，激励线圈是用先进的厚膜技术制作在陶瓷基片上
的。随后日本的等人研制出了微型螺线管磁通门。自此以后，微型磁通门成了磁传感器研究的焦点，出现了各式各样的微型磁通门，有的做在硅片上，有的则印刷在电路板上。在几十年的发展过程中，磁通门衍生出多个应用分支如磁通门罗盘计、三轴磁通门、数字磁通门、快速傅里叶变换式磁通门及电流输出型磁通门等。
目前，国内外的磁通门产品大部分为偶次谐波型。国外的磁通门技术起步较早，其产品也有着很高的研制水平。比如英国Bartington公司生产的Mag-03RC，分辨力为1nT；加拿大生产的FM-100B,分辨力为；日产MB-162,分辨力达到。我国在磁通门技术上与国外的发展水平存在着很大的差距，但进步很大，已有多家研究机构研制出一些可以使用的磁通门产品。如中国科学院地球物理研究所研制的CTM-302三分量磁通门磁力计、中国科学院空间与应用研究中心的SDM型自动补偿数字显示磁力计、中国地震局地球物理研究所研制的DCM-1型数字地磁脉动观测系统、上海金磁科技有限公司的μMag系列手持式磁通门磁力计、北京航勘仪器厂的FVM-400、北京地质仪器厂的CGM-02D等。