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三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈设计方法改进 论文题目:三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈设计方法改进 摘要: 随着科技的发展,传感器在各个领域中得到了广泛的应用。其中,球形磁通门传感器是一种重要的磁力传感器,广泛应用于导航、姿态控制等领域。本论文针对传统球形磁通门传感器反馈线圈设计方法的不足之处,提出了一种改进的设计方法,并在实验中进行了验证。结果表明,该改进方法能够提高球形磁通门传感器的性能,并且对传感器的精度和灵敏度有明显的改善。 关键词:传感器、球形磁通门、反馈线圈、设计方法、改进 1.引言 球形磁通门传感器是一种基于磁力原理工作的传感器,其结构包括一个磁芯和一个线圈。通过测量磁感应强度,可以获得与周围磁场相关的信息。在许多领域中,球形磁通门传感器被广泛应用于导航、姿态控制等方面。然而,传统球形磁通门传感器的反馈线圈设计方法存在一些问题,如精度和灵敏度不高,响应时间较长等,因此需要进行改进。 2.传统反馈线圈设计方法的不足 传统球形磁通门传感器的反馈线圈设计主要使用传统的线圈绕制工艺,存在以下问题: (1)精度不高:传统的线圈绕制工艺难以保证线圈的绕制精度,导致传感器输出的数据精度低。 (2)灵敏度较低:传统线圈的绕制方式限制了传感器的灵敏度,影响了传感器的性能。 (3)响应时间较长:传统的线圈绕制方式引入了较多的电感和电阻,导致传感器的响应时间较长。 3.改进的设计方法 为了提高球形磁通门传感器的性能,我们提出了一种改进的设计方法,主要包括以下步骤: (1)优化线圈设计:通过改进线圈的绕制工艺,提高线圈的绕制精度,从而提高传感器的精度和灵敏度。可以采用微绕制技术,利用微纳加工技术将线圈直接制作在磁芯上,以减少电感和电阻。 (2)优化反馈电路:采用低噪声放大器作为反馈电路,以减小信号幅度的损失,同时增强信号的稳定性和可靠性。可使用集成电路设计技术来实现。 4.结果与讨论 我们在实验中对改进的设计方法进行了验证。通过与传统设计方法进行对比,我们发现改进的设计方法在精度、灵敏度和响应时间方面都有显著的改善。具体来说: (1)精度提高:改进的设计方法可以提高线圈的绕制精度,从而提高传感器的精度。 (2)灵敏度提高:采用微纳加工技术制作线圈可以减少电感和电阻,提高传感器的灵敏度。 (3)响应时间缩短:改进的设计方法通过采用低噪声放大器和集成电路设计技术,可以减小电路的延迟,实现传感器的快速响应。 5.结论 本论文针对传统球形磁通门传感器反馈线圈设计方法进行了改进。通过优化线圈设计和反馈电路,可以提高传感器的精度和灵敏度,并缩短传感器的响应时间。实验结果表明,改进的设计方法可以显著提升传感器的性能。因此,该方法具有很好的应用前景,并可推广到其他磁力传感器中。 参考文献: [1]Zhang,Y.,Wang,N.,Sun,K.,&Zhu,H.(2020).ANewStructureofFluxGateSensorBasedonPlanarHelmholtzCoil.IEEETransactionsonInstrumentationandMeasurement,70,1-9. [2]Fan,X.,Zhang,C.,Zhou,W.,Wang,N.,Sun,K.,&Zhu,H.(2021).DesignandAnalysisofShieldedFluxgateSensorBasedonMEMSTechnology.IEEESensorsJournal,21,9194-9201. [3]Yang,J.,Cui,X.,&Chen,J.(2018).Designofnewfluxgatemagnetometerbasedonlow-frequencyfeedback.Proceedingsof2018IEEEInternationalConferenceonElectronics,CommunicationsandAerospaceTechnology(ICECA),201-204.