中頻強磁場空間點測量裝置的優(yōu)化設計.pdf

1、隨著科技與經濟的快速發(fā)展，中頻強磁場在生物醫(yī)學、安全檢測、醫(yī)療器械和科學實驗等領域的應用越來越廣泛，人們也越來越重視對這種磁場檢測與定量分析，但中頻強磁場的空間點測量技術還很不完善，國內外還沒有這方面成熟的儀器產品。空間點測量、測量精度、動態(tài)檢測與顯示和抗干擾等是其中待解決的關鍵問題。本課題來源于國家自然科學基金項目中的中頻強磁場空間點測量裝置的研發(fā)，針對其中測量儀和傳感器存在的一些關鍵問題進一步開展研究，主要包括磁場傳感器和測量儀的誤

2、差分析、優(yōu)化設計和實驗測試。
　　中頻強磁場傳感器的優(yōu)化設計，首先是對已有磁場傳感器的誤差分析，深入研究熱膨脹效應、線圈繞線傾角、外界磁場干擾和探測線圈在中頻強磁場中的特性等多種因素對磁場傳感器的測量精度的影響，同時設計制作出不同線徑不同匝數和同線圈幾何尺寸參數的多層線圈傳感器多個。采用同線徑不同層、同線圈幾何參數的實驗對比方法對感應線圈傳感器進行分析和測試，得到如下結論:(1)偶數、多層線圈傳感器測量誤差較小、抗干擾能力強;(2

3、)線圈線徑越小的多層磁場傳感器具有更好測量精度和一致性;(3)對于不同線徑和層數的傳感器，只需保持L/D幾何參數一致，磁場傳感器在同一點磁場參數的測量值基本一致，即測量值只與該點磁場參數有關，與傳感器的參數無關。最后，結合空間點測量要求和實驗測試結果設計新感應線圈傳感器并進行測試，結果表明該磁場傳感器具有較高的線性度、較好的測量精度和一致性。
　　設計以微控制器S3C2440A為核心的Linux操作系統的的中頻強磁場測量儀，采用Q

4、t編寫磁場信號采集界面，實現LCD液晶屏動態(tài)顯示磁場變化。首先對已有的磁場測量儀的進行誤差分析，詳細分析磁場信號峰值和頻率檢測電路對測量精度的影響，對調理后信號直接ADC采樣進行優(yōu)化，采用過采樣技術和濾波均值技術提高信號采集的分辨率和信噪比，實現磁場參數的實時檢測和動態(tài)顯示。對優(yōu)化的測量儀進行測試，結果表明測量儀具有較好的測量精度。
　　因此，優(yōu)化后的中頻強磁場空間點測量裝置具有很好的測量精度、實時性和一致性，同時實現中頻強磁場信