感應(yīng)式磁力計(jì)的傳感器及其前置電路的分析和設(shè)計(jì).pdf

1、感應(yīng)式磁力計(jì)具有穩(wěn)定、可靠以及工作原理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在地震電磁輻射觀測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，實(shí)踐證明其在短臨預(yù)報(bào)方面存在著很大的潛力，因此分析和設(shè)計(jì)一種高性能感應(yīng)式磁力計(jì)對(duì)于提高地震預(yù)報(bào)水平意義深遠(yuǎn)。
　　本文主要對(duì)感應(yīng)式磁力計(jì)的傳感器及其后續(xù)的低噪聲前置放大電路這兩個(gè)重要部分進(jìn)行了分析和探討，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的外場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
　　首先，分析了傳感器中的各組成參數(shù)如線圈匝數(shù)、線圈長(zhǎng)度、導(dǎo)線直徑以及磁芯長(zhǎng)度等對(duì)其性能的影響，主要包

2、括對(duì)其轉(zhuǎn)移靈敏度以及輸出信噪比的影響。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)各參數(shù)對(duì)傳感器的轉(zhuǎn)移靈敏度的影響不是非常明顯，而磁芯長(zhǎng)度和導(dǎo)線直徑是決定傳感器輸出信噪比的兩個(gè)主要參量。同時(shí)，傳感器的轉(zhuǎn)移靈敏度在整個(gè)帶寬內(nèi)不平坦，為調(diào)整其頻率響應(yīng)，采用了一種頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，由三級(jí)高通和低通濾波網(wǎng)絡(luò)組合而成，理論上得到了理想的效果，明顯地縮小了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。最后，鑒于現(xiàn)有傳感器尺寸稍大的事實(shí)，理論上探討了傳感器小型化的設(shè)計(jì)方法，得出對(duì)實(shí)際操作具有一定指導(dǎo)意義的參數(shù)

3、調(diào)整方案，有待試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　其次，討論了對(duì)傳感器后接電路性能影響較大的外部干擾源，并提出了對(duì)應(yīng)的解決措施，主要采用高導(dǎo)電材料屏蔽電磁干擾、單點(diǎn)接地方式避免形成地回路、采用雙絞線避免磁場(chǎng)耦合以及信號(hào)地與電源地分開(kāi)傳輸?shù)确椒?。?duì)低噪聲前置電路的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)幾種設(shè)計(jì)方案的比較分析，采用了分立差分對(duì)管與低噪聲集成運(yùn)放組合的形式。該電路在理論上估算其輸入噪聲量級(jí)為0.1Hz時(shí)30nV/ Hz，通過(guò)對(duì)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，其等效到輸入端的噪聲