中頻強(qiáng)磁場(chǎng)空間點(diǎn)測(cè)量裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中頻強(qiáng)磁場(chǎng)在生物醫(yī)學(xué)、安全檢測(cè)、醫(yī)療器械和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人們也越來(lái)越重視對(duì)這種磁場(chǎng)檢測(cè)與定量分析，但中頻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間點(diǎn)測(cè)量技術(shù)還很不完善，國(guó)內(nèi)外還沒有這方面成熟的儀器產(chǎn)品?？臻g點(diǎn)測(cè)量、測(cè)量精度、動(dòng)態(tài)檢測(cè)與顯示和抗干擾等是其中待解決的關(guān)鍵問題。本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目中的中頻強(qiáng)磁場(chǎng)空間點(diǎn)測(cè)量裝置的研發(fā)，針對(duì)其中測(cè)量?jī)x和傳感器存在的一些關(guān)鍵問題進(jìn)一步開展研究，主要包括磁場(chǎng)傳感器和測(cè)量?jī)x的誤

2、差分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
　　中頻強(qiáng)磁場(chǎng)傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先是對(duì)已有磁場(chǎng)傳感器的誤差分析，深入研究熱膨脹效應(yīng)、線圈繞線傾角、外界磁場(chǎng)干擾和探測(cè)線圈在中頻強(qiáng)磁場(chǎng)中的特性等多種因素對(duì)磁場(chǎng)傳感器的測(cè)量精度的影響，同時(shí)設(shè)計(jì)制作出不同線徑不同匝數(shù)和同線圈幾何尺寸參數(shù)的多層線圈傳感器多個(gè)。采用同線徑不同層、同線圈幾何參數(shù)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比方法對(duì)感應(yīng)線圈傳感器進(jìn)行分析和測(cè)試，得到如下結(jié)論:(1)偶數(shù)、多層線圈傳感器測(cè)量誤差較小、抗干擾能力強(qiáng);(2

3、)線圈線徑越小的多層磁場(chǎng)傳感器具有更好測(cè)量精度和一致性;(3)對(duì)于不同線徑和層數(shù)的傳感器，只需保持L/D幾何參數(shù)一致，磁場(chǎng)傳感器在同一點(diǎn)磁場(chǎng)參數(shù)的測(cè)量值基本一致，即測(cè)量值只與該點(diǎn)磁場(chǎng)參數(shù)有關(guān)，與傳感器的參數(shù)無(wú)關(guān)。最后，結(jié)合空間點(diǎn)測(cè)量要求和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)新感應(yīng)線圈傳感器并進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明該磁場(chǎng)傳感器具有較高的線性度、較好的測(cè)量精度和一致性。
　　設(shè)計(jì)以微控制器S3C2440A為核心的Linux操作系統(tǒng)的的中頻強(qiáng)磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，采用Q

4、t編寫磁場(chǎng)信號(hào)采集界面，實(shí)現(xiàn)LCD液晶屏動(dòng)態(tài)顯示磁場(chǎng)變化。首先對(duì)已有的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x的進(jìn)行誤差分析，詳細(xì)分析磁場(chǎng)信號(hào)峰值和頻率檢測(cè)電路對(duì)測(cè)量精度的影響，對(duì)調(diào)理后信號(hào)直接ADC采樣進(jìn)行優(yōu)化，采用過采樣技術(shù)和濾波均值技術(shù)提高信號(hào)采集的分辨率和信噪比，實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)顯示。對(duì)優(yōu)化的測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明測(cè)量?jī)x具有較好的測(cè)量精度。
　　因此，優(yōu)化后的中頻強(qiáng)磁場(chǎng)空間點(diǎn)測(cè)量裝置具有很好的測(cè)量精度、實(shí)時(shí)性和一致性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)中頻強(qiáng)磁場(chǎng)信