感應式磁力計的傳感器及其前置電路的分析和設(shè)計.pdf

1、感應式磁力計具有穩(wěn)定、可靠以及工作原理簡單等優(yōu)點，在地震電磁輻射觀測領(lǐng)域應用廣泛，實踐證明其在短臨預報方面存在著很大的潛力，因此分析和設(shè)計一種高性能感應式磁力計對于提高地震預報水平意義深遠。
　　本文主要對感應式磁力計的傳感器及其后續(xù)的低噪聲前置放大電路這兩個重要部分進行了分析和探討，并對整個系統(tǒng)的外場測試數(shù)據(jù)進行了分析。
　　首先，分析了傳感器中的各組成參數(shù)如線圈匝數(shù)、線圈長度、導線直徑以及磁芯長度等對其性能的影響，主要包

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

3、調(diào)整方案，有待試驗驗證。
　　其次，討論了對傳感器后接電路性能影響較大的外部干擾源，并提出了對應的解決措施，主要采用高導電材料屏蔽電磁干擾、單點接地方式避免形成地回路、采用雙絞線避免磁場耦合以及信號地與電源地分開傳輸?shù)确椒āΦ驮肼暻爸秒娐返脑O(shè)計，通過對幾種設(shè)計方案的比較分析，采用了分立差分對管與低噪聲集成運放組合的形式。該電路在理論上估算其輸入噪聲量級為0.1Hz時30nV/ Hz，通過對實際測試數(shù)據(jù)的分析，其等效到輸入端的噪聲