磁強(qiáng)計(jì)
- 激光泵浦銫-氦磁強(qiáng)計(jì)的噪聲抑制
1 引言銫-氦磁強(qiáng)計(jì)是一種被設(shè)計(jì)用于高準(zhǔn)確度測(cè)量磁場(chǎng)的量子磁強(qiáng)計(jì)。在目前的磁強(qiáng)計(jì)分類(lèi)中，質(zhì)子磁強(qiáng)計(jì)和光泵原子磁強(qiáng)計(jì)以高準(zhǔn)確性著稱(chēng)，在計(jì)量和勘探領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。質(zhì)子磁強(qiáng)計(jì)利用質(zhì)子旋磁比物理常數(shù)測(cè)量磁場(chǎng)，被稱(chēng)為“絕對(duì)磁強(qiáng)計(jì)”。然而在地磁范圍內(nèi)其靈敏度已經(jīng)受限，準(zhǔn)確度難以突破0.1 nT。光泵磁強(qiáng)計(jì)在弱磁場(chǎng)中以其超高靈敏度受到學(xué)界廣泛關(guān)注，然而這種磁強(qiáng)計(jì)在泵浦光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生約1 nT 的光致轉(zhuǎn)向誤差，導(dǎo)致其準(zhǔn)確度一直無(wú)法超越質(zhì)子磁強(qiáng)計(jì)。上世紀(jì)90 年代前蘇聯(lián)科
宇航計(jì)測(cè)技術(shù) 2023年5期2023-11-21
- 核磁共振陀螺內(nèi)嵌參量調(diào)制磁強(qiáng)計(jì)性能分析
通過(guò)內(nèi)嵌堿金屬磁強(qiáng)計(jì)獲得處于磁共振態(tài)下原子核自旋磁矩信號(hào)以實(shí)現(xiàn)對(duì)載體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的測(cè)量，對(duì)原子核磁矩的探測(cè)過(guò)程直接影響陀螺輸出噪聲、角度隨機(jī)游走等關(guān)鍵性能指標(biāo)，同時(shí)也影響原子核自旋系綜的磁共振閉環(huán)穩(wěn)定控制精度。為全面分析核磁共振陀螺中噪聲與測(cè)量誤差源，本文開(kāi)展了核磁共振陀螺內(nèi)嵌參量調(diào)制磁強(qiáng)計(jì)特性研究，討論了核自旋磁矩探測(cè)噪聲，動(dòng)態(tài)核自旋磁矩探測(cè)相位誤差，建立理論模型并數(shù)值分析了磁矩探測(cè)過(guò)程中的各類(lèi)誤差源。1 參量調(diào)制磁強(qiáng)計(jì)基本原理核磁共振陀螺儀通過(guò)構(gòu)建參量調(diào)
中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào) 2023年1期2023-02-16
- 地磁測(cè)量衛(wèi)星的矢量磁場(chǎng)在軌標(biāo)定算法仿真*
荷主要包括矢量磁強(qiáng)計(jì)、標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)和星敏感器。其中，矢量磁強(qiáng)計(jì)探測(cè)三分量矢量磁場(chǎng)，標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)探測(cè)地磁場(chǎng)強(qiáng)度。通常為了避免衛(wèi)星本體磁場(chǎng)干擾對(duì)磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量的影響，將磁強(qiáng)計(jì)安裝在星體外伸展桿的光學(xué)平臺(tái)上。由于工藝水平的限制，矢量磁強(qiáng)計(jì)在實(shí)際使用過(guò)程中受到三軸非正交角、標(biāo)度因子以及偏差的影響，其測(cè)量值不能作為絕對(duì)準(zhǔn)確值。在衛(wèi)星發(fā)射前，矢量磁強(qiáng)計(jì)會(huì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校正和對(duì)準(zhǔn)（飛行前校正）[4]。由于衛(wèi)星在軌運(yùn)行的環(huán)境條件實(shí)驗(yàn)室無(wú)法真實(shí)模擬，同時(shí)矢量磁強(qiáng)計(jì)的偏差和標(biāo)度因子受時(shí)
空間科學(xué)學(xué)報(bào) 2022年6期2023-01-14
- 寬頻響低噪聲磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)設(shè)計(jì)研究*
1 引言磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)是利用軟磁材料磁化飽和時(shí)的非線性特性工作的一種弱磁場(chǎng)測(cè)量傳感器，具有測(cè)量范圍寬、分辨率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)、能夠直接測(cè)量磁場(chǎng)的分量和適于在速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中使用等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于地磁探測(cè)、地磁導(dǎo)航、地質(zhì)探礦、無(wú)損探傷以及空間環(huán)境探測(cè)等領(lǐng)域［1～2］。本文設(shè)計(jì)了一種寬頻響低噪聲磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)，首先對(duì)磁探頭的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行研究，通過(guò)Maxwell與Simplorer的電磁聯(lián)合仿真功能對(duì)磁探頭進(jìn)行了優(yōu)化，確定了磁探頭的參數(shù)；然后對(duì)磁強(qiáng)計(jì)的磁通門(mén)
艦船電子工程 2022年10期2023-01-08
- 用于銫光泵磁強(qiáng)計(jì)的無(wú)磁恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 引 言光泵磁強(qiáng)計(jì)是一種基于光磁雙共振效應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量設(shè)備，光泵磁強(qiáng)計(jì)最主要的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的靈敏度，被廣泛應(yīng)用于地球磁場(chǎng)模量和模量梯度的測(cè)量［1］。 根據(jù)工作物質(zhì)的不同，光泵磁強(qiáng)計(jì)可被分為氦光泵磁強(qiáng)計(jì)與堿金屬元素光泵磁強(qiáng)計(jì)［2］。 堿金屬元素光泵可以用鉀、銣、銫作為工作物質(zhì)，這些物質(zhì)需要加熱至一定溫度，形成飽和堿金屬蒸汽才能使磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)入工作狀態(tài)，而溫度影響堿金屬元素蒸汽濃度，進(jìn)一步影響光泵磁強(qiáng)計(jì)的靈敏度［3］。此外，光泵磁強(qiáng)計(jì)是一種磁探測(cè)設(shè)備，因此要
宇航計(jì)測(cè)技術(shù) 2022年5期2023-01-04
- 基于標(biāo)準(zhǔn)磁塊模型的赤道作圖法誤差分析
算原理2.1 磁強(qiáng)計(jì)布局及測(cè)量方式目前，地面實(shí)驗(yàn)室[7]利用赤道作圖法測(cè)量衛(wèi)星及其部件磁矩的傳感器布局方式如圖2 所示，將試件放置于轉(zhuǎn)臺(tái)上，在與試件幾何中心不同距離處布置3 個(gè)三分量磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)（r1、r2、r3分別為1～3 號(hào)磁強(qiáng)計(jì)探頭中心到試件幾何中心的距離），每旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)10°（或20°）采集1 組磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，直到旋轉(zhuǎn)360°獲取試件赤道面1 周的全部磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，以供后續(xù)進(jìn)行磁矩計(jì)算。圖2 磁測(cè)試布局示意Fig. 2 Schematic of the ma
航天器環(huán)境工程 2022年6期2023-01-03
- 艦艇消磁系統(tǒng)磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)噪聲指標(biāo)測(cè)試淺析
消磁系統(tǒng)磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)噪聲指標(biāo)測(cè)試淺析張 迪1，韓 松2，閻齊方3（91315部隊(duì)，遼寧大連 116041）噪聲水平在一定程度上決定了磁強(qiáng)計(jì)對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的檢測(cè)和識(shí)別能力。本文對(duì)艦艇消磁系統(tǒng)所采用的磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)噪聲的形成機(jī)理、測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)行了研究分析，并介紹說(shuō)明了工程上常用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試數(shù)據(jù)處理方法。消磁系統(tǒng) 磁通門(mén) 磁強(qiáng)計(jì) 噪聲 測(cè)試0 引言磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)又稱(chēng)磁飽和磁強(qiáng)計(jì)，是利用高磁導(dǎo)率磁性材料的磁芯在交變激勵(lì)作用下產(chǎn)生周期性飽和與非飽和磁化效應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)磁
船電技術(shù) 2022年6期2022-07-04
- 磁強(qiáng)計(jì)陣列測(cè)量一致性校正
310012)磁強(qiáng)計(jì)自身具有一定的物理局限性，在許多較大的工程應(yīng)用場(chǎng)景中單個(gè)磁強(qiáng)計(jì)并不能滿(mǎn)足測(cè)量要求[1]，尤其在需要大平面陣列進(jìn)行測(cè)量的情況中，單個(gè)磁強(qiáng)計(jì)受到技術(shù)原理以及加工工藝水平限制，短期內(nèi)并不能依托于提高性能實(shí)現(xiàn)工程要求[2-5]，因此對(duì)磁強(qiáng)計(jì)陣列技術(shù)的準(zhǔn)確性研究尤為重要。磁強(qiáng)計(jì)陣列技術(shù)指的是在待測(cè)磁場(chǎng)空間或者待測(cè)磁源周?chē)挤哦鄠€(gè)磁強(qiáng)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量[6]。影響陣列系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確性的主要原因有磁強(qiáng)計(jì)自身的非正交、刻度因子、零偏等系統(tǒng)誤差因素[7-
西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年2期2022-05-11
- 基于Sigma-Delta 調(diào)制技術(shù)的高精度數(shù)字磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)仿真*
0 引言磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)是一種基于軟磁材料非線性工作的矢量磁場(chǎng)測(cè)量裝置，其測(cè)量的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，常用于測(cè)量恒定磁場(chǎng)和低頻磁場(chǎng)。由于磁通門(mén)測(cè)量在測(cè)量精度、靈敏度、線性度、穩(wěn)定性和功耗等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)成為空間磁測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛和性能最可靠的載荷之一[1]。磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)分為模擬和數(shù)字兩大類(lèi)別，模擬磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)需要高精度的模擬元器件實(shí)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)與處理，系統(tǒng)性能受電路元器件影響較大。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，小型化、低功耗的數(shù)字磁通門(mén)磁強(qiáng)
空間科學(xué)學(xué)報(bào) 2022年2期2022-04-13
- 中歐合作“微笑計(jì)劃”衛(wèi)星磁強(qiáng)計(jì)伸桿展開(kāi)試驗(yàn)圓滿(mǎn)成功
利實(shí)施有效載荷磁強(qiáng)計(jì)伸桿展開(kāi)試驗(yàn)，試驗(yàn)取得圓滿(mǎn)成功。中科院國(guó)家空間科學(xué)中心介紹說(shuō)，“微笑計(jì)劃”任務(wù)的衛(wèi)星有效載荷磁強(qiáng)計(jì)，由該中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)研制，按照歐洲空間局（歐空局，ESA）標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)驗(yàn)收交付后，集成至歐方負(fù)責(zé)研制的載荷艙中。磁強(qiáng)計(jì)伸桿作為“微笑計(jì)劃”衛(wèi)星的重要活動(dòng)部件，能否順利在軌展開(kāi)將直接影響到“微笑計(jì)劃”任務(wù)科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。磁強(qiáng)計(jì)（包含伸桿）于2022年1月運(yùn)抵歐空局歐洲航天研究與技術(shù)中心（ESTEC）進(jìn)行熱真空試驗(yàn)。本次展開(kāi)試驗(yàn)安
河南科技 2022年4期2022-03-29
- 基于光纖耦合金剛石NV 色心系綜磁強(qiáng)計(jì)的電路診斷方法
NV 色心系綜磁強(qiáng)計(jì)是一種基于量子技術(shù)的新型磁場(chǎng)測(cè)量裝置，相比于需要液氦制冷的超導(dǎo)量子干涉儀具有室溫磁測(cè)的優(yōu)勢(shì)，相比于光泵磁強(qiáng)計(jì)具地磁場(chǎng)環(huán)境下的磁測(cè)能力和極高的空間分辨率，相比于磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)具有非常高的磁場(chǎng)靈敏度，同時(shí)還具有低溫下靈敏度高、可進(jìn)行溫度測(cè)量、可用于活體測(cè)磁等諸多優(yōu)點(diǎn)。這使得金剛石NV 色心系綜磁強(qiáng)計(jì)成為熱門(mén)磁測(cè)設(shè)備，在物理學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。磁科學(xué)在航空航天領(lǐng)域有諸多應(yīng)用，如航天器姿態(tài)調(diào)整、飛行器磁矩設(shè)計(jì)、
航天器環(huán)境工程 2022年1期2022-03-11
- 一種矢量梯度磁強(qiáng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置設(shè)計(jì)
此如何保證梯度磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確性、可靠性是提高磁探測(cè)水平非常必要的手段。矢量梯度磁強(qiáng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置可復(fù)現(xiàn)準(zhǔn)確、線性的標(biāo)準(zhǔn)梯度磁場(chǎng)，為矢量梯度磁強(qiáng)計(jì)的量值傳遞提供標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)源，可模擬矢量梯度磁強(qiáng)計(jì)的工作環(huán)境，對(duì)矢量梯度磁強(qiáng)計(jì)的示值誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。常用的矢量梯度磁強(qiáng)計(jì)的基本原理有磁通門(mén)式、磁阻式等，可用于磁場(chǎng)環(huán)境梯度測(cè)量、磁異常探測(cè)等[3]。2 系統(tǒng)組成2.1 總體設(shè)計(jì)思路矢量梯度磁強(qiáng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置主要由均勻磁場(chǎng)復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)和二維梯度磁場(chǎng)復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)組成，均勻磁場(chǎng)復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)用于
宇航計(jì)測(cè)技術(shù) 2021年5期2022-01-18
- 基于能量評(píng)估的彈載磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)方法
圍滾轉(zhuǎn)等特性。磁強(qiáng)計(jì)以抗過(guò)載能力強(qiáng)、無(wú)初始對(duì)需求、無(wú)累計(jì)誤差、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)成為制導(dǎo)彈箭姿態(tài)測(cè)量的最佳選擇方案[1-5]。磁強(qiáng)計(jì)通常捷聯(lián)于彈體，依據(jù)完善的當(dāng)?shù)氐卮艌?chǎng)信息得出磁強(qiáng)計(jì)各敏感軸的分量，從而獲取彈體姿態(tài)[6]。但是，由于磁強(qiáng)計(jì)制造工藝、電路貼裝工藝、獲取信號(hào)的調(diào)理電路等問(wèn)題，磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量輸出值會(huì)受到不同因素的影響，比如磁強(qiáng)計(jì)敏感軸的非正交誤差、比例因子誤差、基線偏置誤差等，這些誤差都會(huì)對(duì)彈體的測(cè)量帶來(lái)不同程度的偏差[7-9]。因此，在
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2021年12期2022-01-10
- SERF原子磁強(qiáng)計(jì)最新進(jìn)展及應(yīng)用綜述
方向。弱磁檢測(cè)磁強(qiáng)計(jì)主要包括磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)、超導(dǎo)量子干涉儀（superconducting quantum interference device，SQUID）和原子磁強(qiáng)計(jì)等。磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)受限于線圈的幾何結(jié)構(gòu)，極限分辨率一般只能達(dá)到納特斯拉量級(jí)；SQUID因其高靈敏度廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，但由于其需要液氮杜瓦瓶來(lái)保持低溫，導(dǎo)致磁強(qiáng)計(jì)體積增大、不易于小型化且成本昂貴；原子磁強(qiáng)計(jì)是一種用于探測(cè)外磁場(chǎng)作用下堿金屬蒸氣極化變化的光學(xué)儀器，可在較小的磁屏蔽室下工作，且能夠
光學(xué)儀器 2021年6期2021-12-31
- 基于SERF原子磁強(qiáng)計(jì)的三軸磁場(chǎng)順序補(bǔ)償方法研究
SERF）原子磁強(qiáng)計(jì)已被證明是世界上靈敏度最高的磁強(qiáng)計(jì)之一[1-2]，與超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）相比，SERF原子磁強(qiáng)計(jì)具有超高靈敏度、體積小、非致冷等特點(diǎn)[3]。由于SERF原子磁強(qiáng)計(jì)有極高的靈敏度，因此在空間探測(cè)[4]、基礎(chǔ)物理研究[5-6]、磁性能檢測(cè)[7-8]、生物磁學(xué)[9-10]等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。SERF原子磁強(qiáng)計(jì)必須在原子密度高、磁場(chǎng)強(qiáng)度低的SERF區(qū)工作。磁場(chǎng)越低，磁強(qiáng)計(jì)的靈敏度就越高。在磁場(chǎng)測(cè)量時(shí)，為了使SERF原子磁強(qiáng)計(jì)獲得極高
光學(xué)儀器 2021年4期2021-10-30
- 原子磁強(qiáng)計(jì)中堿金屬原子氣室無(wú)磁電加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
0 引 言原子磁強(qiáng)計(jì)是在待測(cè)磁場(chǎng)中通過(guò)堿金屬原子與光的相互作用來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)的一種裝置，隨著關(guān)注度的提高，磁強(qiáng)計(jì)正在快速發(fā)展，靈敏度已經(jīng)能達(dá)到fT級(jí)別［1］。超高靈敏度的磁場(chǎng)檢測(cè)儀器在軍事國(guó)防、生物醫(yī)療和地球勘探等領(lǐng)域都有著良好的應(yīng)用前景。原子氣室是原子磁強(qiáng)計(jì)的敏感單元，在待測(cè)磁場(chǎng)中，堿金屬原子在泵浦光的作用下通過(guò)檢測(cè)原子的拉莫爾進(jìn)動(dòng)頻率來(lái)計(jì)算待測(cè)磁場(chǎng)大小［2］。檢測(cè)靈敏度與氣室內(nèi)原子數(shù)密度關(guān)系密切，而原子數(shù)密度與氣室溫度呈正相關(guān)［3］。因此可以通過(guò)控制氣室的
智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用 2021年5期2021-10-05
- 融合轉(zhuǎn)向差校正的磁強(qiáng)計(jì)地磁補(bǔ)償硬件實(shí)現(xiàn)研究
量領(lǐng)域，磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)憑借其較高的靈敏度、精度和低成本、安全可靠等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。三軸磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)更是可以直接測(cè)得空間任意點(diǎn)的3個(gè)正交磁場(chǎng)分量，以獲得磁場(chǎng)的完整信息[1]。在使用磁強(qiáng)計(jì)對(duì)空間中的磁異常目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)時(shí)，測(cè)得的磁場(chǎng)信號(hào)通常為地磁場(chǎng)信號(hào)與磁異常信號(hào)的疊加。一般地磁場(chǎng)大小范圍在40～60 μT，而磁異常信號(hào)大小根據(jù)磁強(qiáng)計(jì)與目標(biāo)之間距離的不同常小于1 μT，地磁場(chǎng)信號(hào)遠(yuǎn)大于磁異常信號(hào)[2]。此外，受制造工藝等因素影響，三軸磁強(qiáng)計(jì)還存在三軸非正交、靈敏度
儀表技術(shù)與傳感器 2021年9期2021-09-27
- 一種不借助零磁線圈的星載磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)方法
）0 引言星載磁強(qiáng)計(jì)是裝載在衛(wèi)星上的向量型磁敏感器，其沒(méi)有活動(dòng)部件，不受視場(chǎng)范圍限制，具有質(zhì)量小、功耗低、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，既可作為有效載荷類(lèi)儀器用于空間磁場(chǎng)探測(cè)（本文不涉及該類(lèi)儀器討論），又可作為低地球軌道衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的重要測(cè)量部件，用來(lái)測(cè)定衛(wèi)星所處位置地磁場(chǎng)的大小和方向，以測(cè)得的數(shù)據(jù)信號(hào)與地磁場(chǎng)模型比對(duì)即可推算出衛(wèi)星姿態(tài)信息。星載磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的正確與否是影響衛(wèi)星在軌姿態(tài)運(yùn)行控制的重要因素之一，直接影響衛(wèi)星運(yùn)行的可靠性。星載磁強(qiáng)計(jì)的輸出包含3 個(gè)部
航天器環(huán)境工程 2021年2期2021-05-12
- 三軸磁強(qiáng)計(jì)及梯度計(jì)校準(zhǔn)的綜合系數(shù)法
）0 引言三軸磁強(qiáng)計(jì)是一種測(cè)量磁場(chǎng)大小與方向的儀器，常被用于磁性研究；由于其體積、質(zhì)量和功耗都比較小，有時(shí)也被用于微小衛(wèi)星的姿態(tài)控制[1-2]。磁場(chǎng)梯度計(jì)是由2個(gè)理論性能一致的磁強(qiáng)計(jì)構(gòu)成，它的測(cè)量結(jié)果為2個(gè)磁強(qiáng)計(jì)的差分值，其特點(diǎn)在于測(cè)量結(jié)果更能反映被測(cè)物的磁性特征，并且在一定程度上自動(dòng)過(guò)濾背景磁場(chǎng)的干擾[3-4]，因此在國(guó)防軍工、科研生產(chǎn)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。一般情況下，磁強(qiáng)計(jì)在加工生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)三軸不正交、零位不一致、三方向靈敏度不相同等問(wèn)題；梯度計(jì)也
航天器環(huán)境工程 2020年6期2020-12-29
- 陀螺與磁強(qiáng)計(jì)組合定姿及漂移估計(jì)算法優(yōu)化
行期間通過(guò)三軸磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得的地磁場(chǎng)矢量與應(yīng)用國(guó)際地磁場(chǎng)模型(IGRF)計(jì)算得到的地磁場(chǎng)矢量比較估計(jì)衛(wèi)星姿態(tài)，在某一時(shí)刻單獨(dú)利用磁強(qiáng)計(jì)只能確定二軸姿態(tài)，要確定三軸姿態(tài)至少需要具有一定夾角的雙矢量觀測(cè)，如與太陽(yáng)敏感器測(cè)得的太陽(yáng)矢量、地平儀測(cè)得的地心矢量等組合定姿。單獨(dú)利用磁強(qiáng)計(jì)不能連續(xù)確定三軸姿態(tài)，但可以基于軌道運(yùn)動(dòng)斷續(xù)獲取三軸姿態(tài)，單獨(dú)利用磁強(qiáng)計(jì)定姿在應(yīng)用上有一定的局限性，通常將磁強(qiáng)計(jì)與陀螺組合進(jìn)行定姿。隨著微電子、微機(jī)械等新技術(shù)的發(fā)展，航天產(chǎn)品越來(lái)越小型化，
航天控制 2020年4期2020-09-03
- 組合導(dǎo)航中磁強(qiáng)計(jì)干擾估計(jì)與補(bǔ)償方法
)0 引言三軸磁強(qiáng)計(jì)具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于導(dǎo)航、航空磁測(cè)、衛(wèi)星定姿等領(lǐng)域[1]。在組合導(dǎo)航定位中，三軸磁強(qiáng)計(jì)作為敏感器件用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的大小和方向，常與陀螺儀結(jié)合使用約束航向角誤差。但因其器件特性，受自身誤差和外界干擾的影響較大，導(dǎo)致航向角偏差較大[2]。航向角偏差嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致重大事故發(fā)生，造成不可預(yù)計(jì)的后果。因此在設(shè)備使用過(guò)程中需要對(duì)三軸磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行誤差與干擾的估計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，從而使航向角更加精準(zhǔn)[3-4]。目前，三軸磁強(qiáng)計(jì)誤差補(bǔ)
燕山大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年1期2020-03-12
- 武漢物數(shù)所芯片原子磁強(qiáng)計(jì)研究取得進(jìn)展
芯片化是原子磁強(qiáng)計(jì)設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展方向。近期，中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所CPT頻標(biāo)組科研人員提出一種基于單束多色多偏振光與原子作用的磁強(qiáng)計(jì)探頭設(shè)計(jì)方案，可利用芯片尺寸的微型化原子氣室獲取高靈敏度磁敏信號(hào)，為芯片級(jí)高精度原子磁強(qiáng)計(jì)設(shè)計(jì)提供了一種可行的方案。武漢物數(shù)所研究人員采用單束多色多偏振光與原子作用，實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)法拉第旋光效應(yīng)原子磁強(qiáng)計(jì)方案相同的作用效果，實(shí)測(cè)得到的磁場(chǎng)靈敏度為20fT/Hz1/2。由于該方案采用單束光替代雙束光與原子作用，故可大大減小
軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品 2019年9期2019-10-08
- 加速度計(jì)/磁強(qiáng)計(jì)組合彈道測(cè)量方法
替代目前衛(wèi)星和磁強(qiáng)計(jì)組合的測(cè)量方式?，F(xiàn)針對(duì)高旋彈二維彈道修正組件提出了利用多加速度計(jì)/磁強(qiáng)計(jì)組合的全自主測(cè)量方法。1 加速度計(jì)空間配置方案由于要應(yīng)用于高旋榴彈二維彈道修正組件平臺(tái),組件內(nèi)部空間有限,尤其是軸向空間受限,因此采用扁平狀的結(jié)構(gòu)能節(jié)省軸向空間。選取常見(jiàn)的十二加速度計(jì)構(gòu)型方案如圖1所示。圖中坐標(biāo)系Oxyz是彈體坐標(biāo)系,原點(diǎn)位于彈體質(zhì)心,x軸為彈軸方向,y軸垂直彈軸向上,z軸根據(jù)右手定則確定,加速度計(jì)敏感方向如圖1所示。圖1 加速度計(jì)空間配置圖Fig
探測(cè)與控制學(xué)報(bào) 2019年3期2019-08-28
- 低噪聲超導(dǎo)量子干涉器件磁強(qiáng)計(jì)設(shè)計(jì)與制備
變壓器共同組成磁強(qiáng)計(jì),如圖1所示.磁通變壓器是一組由輸入線圈Lin和探測(cè)線圈Lp組成的超導(dǎo)環(huán)路,輸入線圈與SQUID之間通過(guò)互感Min進(jìn)行磁通耦合.探測(cè)線圈的有效面積Aeff與SQUID磁通噪聲共同決定了SQUID磁場(chǎng)噪聲,即：√SB=√SF/Aeff.圖1 SQUID磁強(qiáng)計(jì)示意圖Fig.1.Schematic diagram of SQUID magnetometer.SQUID由于具有阻抗小、噪聲低的特點(diǎn),當(dāng)與室溫放大電路連接時(shí)會(huì)造成失配.Drung等
物理學(xué)報(bào) 2019年13期2019-08-27
- 一種基于兩級(jí)EKF的9-D MIMU/GPS微型無(wú)人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的魯棒性設(shè)計(jì)*
的應(yīng)用需求，而磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量過(guò)程容易受到自身制造誤差及不確定的外界擾動(dòng)的影響，給組合導(dǎo)航算法的穩(wěn)定性與可靠性帶來(lái)了一定的壓力。如何設(shè)計(jì)魯棒性算法、有效地降低磁強(qiáng)計(jì)的傳感器的測(cè)量誤差對(duì)導(dǎo)航狀態(tài)估計(jì)的影響，便成為了研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。文獻(xiàn)[3]提出了使用橢球模型來(lái)對(duì)磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量噪聲進(jìn)行建模，取得了良好的磁強(qiáng)計(jì)誤差修正效果；文獻(xiàn)[4]利用陀螺儀的測(cè)量值進(jìn)行了輔助，實(shí)時(shí)修正了磁強(qiáng)計(jì)的誤差參數(shù)；文獻(xiàn)[5]使用兩個(gè)磁強(qiáng)計(jì)互補(bǔ)的原理消除了磁強(qiáng)計(jì)不規(guī)律和長(zhǎng)期的誤差干擾；文獻(xiàn)
飛控與探測(cè) 2019年2期2019-05-22
- 航姿系統(tǒng)矢量場(chǎng)傳感器的完全校正
)0 引言三軸磁強(qiáng)計(jì)與三軸加速度計(jì)廣泛應(yīng)用于航姿系統(tǒng)(AHRS)以及電子羅盤(pán)中，通過(guò)測(cè)量地磁矢量和重力矢量可實(shí)現(xiàn)姿態(tài)與方位(航向)的解算。然而由于制造工藝,安裝誤差及環(huán)境因素等影響，三軸磁強(qiáng)計(jì)與加速度計(jì)在使用中必須進(jìn)行誤差校正與補(bǔ)償，以保證航姿系統(tǒng)的精度[1]。目前，航姿系統(tǒng)中的磁強(qiáng)計(jì)和加速度計(jì)校正普遍采用基于橢球擬合的校正方法[2-6]，該方法只利用磁強(qiáng)計(jì)和加速度計(jì)的原始測(cè)量數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)校正，便于使用者在各種應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行快速、便捷的現(xiàn)場(chǎng)校正[7-10]。
壓電與聲光 2019年1期2019-02-22
- 航姿參考系統(tǒng)三軸磁強(qiáng)計(jì)的兩步校正算法*
00）0 引言磁強(qiáng)計(jì)在航向檢測(cè)中無(wú)誤差累積效應(yīng)，隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的低成本、高可靠性MEMS磁強(qiáng)計(jì)被用于航姿參考系統(tǒng)（Attit ude and Heading Reference System，AHRS）中。但受當(dāng)前的生產(chǎn)工藝水平限制，MEMS磁強(qiáng)計(jì)存在比較大的零偏等誤差，而且在實(shí)際應(yīng)用中，這些誤差還會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響，具有很大的隨機(jī)性[1]。為了保證磁強(qiáng)計(jì)檢測(cè)航向角的準(zhǔn)確性，除了使用之前的誤差預(yù)校準(zhǔn)之外，還必須在使用過(guò)
火力與指揮控制 2018年9期2018-10-16
- 磁通門(mén)傳感器專(zhuān)利技術(shù)分析
感器；弱磁場(chǎng)；磁強(qiáng)計(jì)；專(zhuān)利中圖分類(lèi)號(hào)：TP212.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）12-0054-03Patent Analysis of Fluxgate SensorLIU Yuwei1 DAI Wenyun1（Patent Examination Cooperation Sichuan Center，State Intellectual Property Office， Chengdu Sichuan 610213）Abs
河南科技 2018年12期2018-09-10
- 兩步自適應(yīng)快速濾波算法測(cè)量火箭彈滾轉(zhuǎn)角*
器、GPS以及磁強(qiáng)計(jì)來(lái)測(cè)量滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角[1]。磁強(qiáng)計(jì)以成本低，受外界干擾小而被廣泛應(yīng)用。然而，這種傳感器測(cè)姿時(shí)存在較多的誤差因素，限制了滾轉(zhuǎn)角測(cè)量的精度。因此，在正確測(cè)量火箭彈滾轉(zhuǎn)角前，必須對(duì)磁強(qiáng)計(jì)及測(cè)量電路進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償。目前，研究人員已經(jīng)提出了很多的解決方案。黃琳等人使用UKF濾波方法離線校準(zhǔn)磁傳感器的靈敏度偏差，從而給出每個(gè)磁傳感器對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值[2]。Da Forno等人分別使用UKF與EKF對(duì)磁強(qiáng)計(jì)的靈敏度和基線偏移進(jìn)行在線校準(zhǔn)[3]。盧兆興等人提出使
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2018年6期2018-06-05
- 霍爾磁強(qiáng)計(jì)溫度特性校準(zhǔn)裝置的研究
1 引 言霍爾磁強(qiáng)計(jì)、高斯計(jì)、特斯拉計(jì)等測(cè)量中強(qiáng)磁場(chǎng)的儀器，是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的磁性測(cè)量?jī)x器，主要用于環(huán)境磁場(chǎng)測(cè)量與監(jiān)控、物體和材料殘余磁場(chǎng)測(cè)量、磁屏蔽效能檢測(cè)、永磁體磁極分布測(cè)量、電磁場(chǎng)漏磁檢測(cè)等，在國(guó)防軍工、民用生產(chǎn)、軌道交通、食品安全檢測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域都被廣泛使用，其測(cè)量磁場(chǎng)范圍為0．1mT～3．0T，可工作的溫度范圍為0℃～75℃之間。由于制造霍爾磁強(qiáng)計(jì)的敏感器件是霍爾元件，與霍爾元件物理性能相關(guān)的載流子濃度、遷移率、材料的電阻率都是溫度系數(shù)的函數(shù)
宇航計(jì)測(cè)技術(shù) 2018年1期2018-05-10
- 火星車(chē)磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)技術(shù)
1所示。磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)具有小體積、低功耗、低噪聲、高分辨率、高可靠性等優(yōu)勢(shì)，是星載磁測(cè)載荷的首選，基于矢量補(bǔ)償環(huán)型磁芯傳感器技術(shù)和數(shù)字處理電子學(xué)技術(shù)的磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)在深空探測(cè)任務(wù)中得到了廣泛的運(yùn)用。國(guó)際上，Venus Express磁強(qiáng)計(jì)[2]、Rosetta磁強(qiáng)計(jì)[3]、THEMIS磁強(qiáng)計(jì)[4]、Mascot磁強(qiáng)計(jì)[5]的探頭都采用矢量補(bǔ)償環(huán)型磁芯傳感器結(jié)構(gòu)，這種探頭主要由德國(guó)布倫瑞克工業(yè)大學(xué)的地球物理與地外物理研究所 (The Institute for
深空探測(cè)學(xué)報(bào) 2018年5期2018-04-11
- 微小衛(wèi)星三軸磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量誤差校正方法
0001)三軸磁強(qiáng)計(jì)能用來(lái)測(cè)量載體所處周邊環(huán)境的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。在傳統(tǒng)航天器中，采用宇航級(jí)的三軸磁強(qiáng)計(jì)，其測(cè)量精度較高，穩(wěn)定性較好，在各種惡劣環(huán)境和復(fù)雜條件下具有良好的適應(yīng)性，能夠滿(mǎn)足中低軌道航天器基本任務(wù)需求，目前已廣泛應(yīng)用于航天器姿態(tài)確定與控制。近年來(lái)，隨著微小衛(wèi)星的發(fā)展，傳統(tǒng)的宇航級(jí)三軸磁強(qiáng)計(jì)已不能滿(mǎn)足微小衛(wèi)星成本低、質(zhì)量小等要求，越來(lái)越多的低成本(商用/工業(yè)級(jí))三軸磁強(qiáng)計(jì)逐步應(yīng)用到微小衛(wèi)星的姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)中[1]。低成本三軸磁強(qiáng)計(jì)能夠滿(mǎn)足一
航天器工程 2018年1期2018-02-28
- 基于粒子群優(yōu)化的三軸磁強(qiáng)計(jì)非線性誤差校正*
子群優(yōu)化的三軸磁強(qiáng)計(jì)非線性誤差校正*宋忠國(guó)1， 鄭家歡2， 張金生1， 席曉莉1(1.西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院，陜西西安710048；2.西安工業(yè)大學(xué)光電工程學(xué)院，陜西西安710048)三軸磁強(qiáng)計(jì)的非線性誤差是影響其測(cè)量精度的重要因素，而傳統(tǒng)三軸磁強(qiáng)計(jì)誤差模型僅考慮零偏、磁軸非正交和靈敏度誤差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)磁測(cè)誤差有效剝離和校正。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)誤差模型進(jìn)行擴(kuò)展，提出了三軸磁強(qiáng)計(jì)的非線性誤差模型，并利用自適應(yīng)粒子群優(yōu)化(APSO)算法對(duì)非線性誤差模型參數(shù)進(jìn)
傳感器與微系統(tǒng) 2017年12期2017-12-08
- 陀螺與磁強(qiáng)計(jì)組合定姿及陀螺漂移估計(jì)
1109陀螺與磁強(qiáng)計(jì)組合定姿及陀螺漂移估計(jì)王獻(xiàn)忠1,2張 肖1,2劉 艷31. 上海市空間智能控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201109 2. 上海航天控制技術(shù)研究所，上海201109 3. 上海航天技術(shù)研究院, 上海 201109隨著微陀螺和微磁強(qiáng)計(jì)在小衛(wèi)星上得到廣泛應(yīng)用，陀螺和磁強(qiáng)計(jì)組合定姿研究越來(lái)越受到重視。首先利用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得的前后時(shí)刻磁場(chǎng)強(qiáng)度，基于雙矢量定姿確定本體相對(duì)慣性系姿態(tài)，并與陀螺積分姿態(tài)比較得到姿態(tài)誤差；其次基于地磁場(chǎng)矢量修正后的姿態(tài)誤差校正陀
航天控制 2017年4期2017-11-25
- 銫光泵原子磁強(qiáng)計(jì)研制進(jìn)展
1)銫光泵原子磁強(qiáng)計(jì)研制進(jìn)展孫兵鋒，安芳芳，王植彬，杜倫宇，曹遠(yuǎn)洪，楊林(成都天奧電子股份有限公司，成都611731)銫光泵原子磁強(qiáng)計(jì)利用極化銫原子自旋拉莫爾相干進(jìn)動(dòng)探測(cè)和測(cè)量磁場(chǎng)，具有精度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)。圍繞銫光泵原子磁強(qiáng)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了其工作原理及研制工作，實(shí)現(xiàn)了一款銫光泵原子磁強(qiáng)計(jì)整機(jī)。測(cè)試結(jié)果表明，該款磁強(qiáng)計(jì)磁場(chǎng)測(cè)量范圍為20000～100000nT，峰-峰噪聲值為0.0017nT，能滿(mǎn)足磁異常探測(cè)對(duì)高精度磁強(qiáng)計(jì)的需求。銫光泵原子磁強(qiáng)計(jì)；
導(dǎo)航定位與授時(shí) 2017年5期2017-09-20
- Calibration of three-axis magnetometer based on adaptive genetic algorithm
遺傳算法的三軸磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)袁廣民1，苑偉政1，羅丹瑤1，趙 婧1，薛 亮2，李曉瑩1 （1. 西北工業(yè)大學(xué) 空天微納系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710072；2. 火箭軍工程大學(xué)，西安 710025）針對(duì)MEMS磁強(qiáng)計(jì)的精度無(wú)法滿(mǎn)足姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的航向角測(cè)量要求，對(duì)磁強(qiáng)計(jì)的誤差來(lái)源進(jìn)行了模型化分析，設(shè)計(jì)了一種基于自適應(yīng)遺傳算法的空間橢球磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)方法。首先，采取自適應(yīng)遺傳算法，對(duì)磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行空間橢球的擬合，用估計(jì)的參數(shù)進(jìn)行刻度系數(shù)、軟磁干擾、硬磁干
中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào) 2017年3期2017-09-12
- 磁強(qiáng)計(jì)測(cè)高自旋彈丸轉(zhuǎn)速的方法及應(yīng)用
030051)磁強(qiáng)計(jì)測(cè)高自旋彈丸轉(zhuǎn)速的方法及應(yīng)用曹詠弘， 薛凱允， 景永強(qiáng)(中北大學(xué) 理學(xué)院， 山西 太原 030051)基于力學(xué)原理研究了磁強(qiáng)計(jì)在高自旋彈丸一般運(yùn)動(dòng)時(shí)的輸出公式. 在高自旋的特定環(huán)境下， 基于合理的假定， 化簡(jiǎn)了磁強(qiáng)計(jì)的輸出信號(hào)， 研究了基于此信號(hào)的半周期確定方法及彈丸轉(zhuǎn)速測(cè)試方法， 并進(jìn)行了實(shí)彈測(cè)試， 利用小波分析方法處理了測(cè)試數(shù)據(jù). 依據(jù)上述轉(zhuǎn)速測(cè)試方法得到的轉(zhuǎn)速曲線和利用陀螺得到的轉(zhuǎn)速曲線是一致的， 說(shuō)明了本文方法的有效性.磁強(qiáng)計(jì)；
- 運(yùn)用iPhone手機(jī)磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量連接體加速度的實(shí)驗(yàn)研究
Phone手機(jī)磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量連接體加速度的方法，并用該方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。其測(cè)量結(jié)果與理論值的相對(duì)誤差為0.19 %，說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)方法確實(shí)可行，具有一定的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：連接體；加速度；智能手機(jī)；磁強(qiáng)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）5-0048-31 引 言隨著科技的發(fā)展，智能手機(jī)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，將智能手機(jī)巧妙運(yùn)用于物理教學(xué)就是其中的應(yīng)用之一。比如，在教學(xué)中把智能手機(jī)作為信號(hào)發(fā)生器和接收器來(lái)測(cè)量聲速[
物理教學(xué)探討 2017年5期2017-06-10
- 面向空間應(yīng)用的高精度磁阻磁強(qiáng)計(jì)設(shè)計(jì)及性能測(cè)試
用的高精度磁阻磁強(qiáng)計(jì)設(shè)計(jì)及性能測(cè)試葛麗麗1，任瓊英1，趙華1,2（1. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094；2. 三峽大學(xué)理學(xué)院，宜昌 443002）文章基于磁阻磁強(qiáng)計(jì)的工作原理，提出了高精度磁阻磁強(qiáng)計(jì)三分量探頭和電子電路設(shè)計(jì)方案：改進(jìn)磁強(qiáng)計(jì)三分量探頭結(jié)構(gòu)，以消除三分量磁疇間的相互干擾所引起的測(cè)量誤差；采用交流耦合和閉環(huán)控制工作模式，以消除磁疇排列紊亂帶來(lái)的影響，穩(wěn)定磁強(qiáng)計(jì)的工作狀態(tài)。關(guān)鍵性能指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果表明，磁阻磁強(qiáng)計(jì)在1Hz點(diǎn)處的頻譜噪聲達(dá)到
航天器環(huán)境工程 2017年2期2017-06-05
- 磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)在深空探測(cè)中的應(yīng)用
標(biāo)測(cè)量的需求,磁強(qiáng)計(jì)必須具備大的動(dòng)態(tài)范圍。如美國(guó)木星探測(cè)器Juno上的磁強(qiáng)計(jì),量程范圍分了6檔,從±1 600～±16×105nT,既能在巡航段測(cè)量幾nT的行星際磁場(chǎng),又能在木星環(huán)繞軌道上測(cè)量上百萬(wàn)nT木星的磁場(chǎng)[4]。深空任務(wù)面臨各種復(fù)雜的環(huán)境,如大的溫度變化、強(qiáng)輻射等。另外,探測(cè)器任務(wù)周期都比較長(zhǎng),“伽利略號(hào)”木星探測(cè)器1989年發(fā)射,1995年入軌,工作8年,總共歷時(shí)14年；而“旅行者1號(hào)”“旅行者2號(hào)”,20世紀(jì)70年代末發(fā)射,目前已經(jīng)飛至日球?qū)舆?/div>
深空探測(cè)學(xué)報(bào) 2017年6期2017-02-26
- 電子羅盤(pán)的標(biāo)定方法研究
度計(jì)和一個(gè)三軸磁強(qiáng)計(jì)，是一種常用的導(dǎo)航設(shè)備。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，電子羅盤(pán)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，在各種導(dǎo)航技術(shù)中，基于MEMS加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)的低成本電子羅盤(pán)由于其體積小、重量輕、成本低、不受外界干擾、輸出頻率高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。然而，MEMS慣性器件有一個(gè)致命的缺點(diǎn)—長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差，存在明顯時(shí)漂現(xiàn)象，再加上加工、制造工藝不完善等均可造成敏感元件的輸出誤差，通常元器件的誤差占到整個(gè)系統(tǒng)誤差的90%以上[1]，因此在使用前必須對(duì)各個(gè)傳感傳感器世界 2016年2期2016-12-01
- 微磁強(qiáng)計(jì)弱磁處理芯片設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
01109）微磁強(qiáng)計(jì)弱磁處理芯片設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)呂奇超1，2，劉玉嬌1，2，鄭建勇1，朱忠佳1（1.上海航天控制技術(shù)研究所，上海201109；2.上海市空間智能控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201109）為適應(yīng)微納衛(wèi)星平臺(tái)的應(yīng)用需求、實(shí)現(xiàn)磁強(qiáng)計(jì)的微型化，針對(duì)巨磁阻抗（GMI）效應(yīng)微磁強(qiáng)計(jì)的研制需求設(shè)計(jì)并研制了弱磁信號(hào)處理芯片。在分析GMI微磁強(qiáng)計(jì)構(gòu)造的基礎(chǔ)上，針對(duì)單機(jī)（微）小型化提出了弱磁信號(hào)處理電路芯片化的方案；結(jié)合空間應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于SOI CMOS工藝導(dǎo)航與控制 2016年5期2016-11-03
- 星敏與磁強(qiáng)計(jì)安裝矩陣的戶(hù)外標(biāo)定
001)星敏與磁強(qiáng)計(jì)安裝矩陣的戶(hù)外標(biāo)定孫 闖,王凱強(qiáng),任順清(哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間控制與慣性技術(shù)研究中心，哈爾濱150001)為了提高衛(wèi)星測(cè)量地磁場(chǎng)參數(shù)的精度，必須提高衛(wèi)星上星敏與磁強(qiáng)計(jì)安裝矩陣的測(cè)量精度，因此，提供了一種借助地磁場(chǎng)與地面觀星對(duì)星敏與磁強(qiáng)計(jì)安裝矩陣進(jìn)行戶(hù)外地面標(biāo)定的方法。首先建立了三軸磁強(qiáng)計(jì)的誤差模型，利用磁強(qiáng)計(jì)在地磁場(chǎng)中進(jìn)行翻滾試驗(yàn)標(biāo)定了誤差模型系數(shù)，同時(shí)給出了3個(gè)敏感軸矢量在地理坐標(biāo)系下的表示。其次利用星敏觀星，測(cè)量了星敏光軸單位矢量相對(duì)導(dǎo)航定位與授時(shí) 2016年2期2016-03-16
- 國(guó)外磁力探測(cè)衛(wèi)星的發(fā)展
載有1臺(tái)磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)，受星體磁場(chǎng)較強(qiáng)影響，其近似磁場(chǎng)測(cè)量精度只有100nT。隨后，美蘇又相繼發(fā)射了若干顆磁力探測(cè)衛(wèi)星。20世紀(jì)50-70年代，磁場(chǎng)探測(cè)主要處于探索階段，衛(wèi)星和磁強(qiáng)計(jì)的技術(shù)水平都較低。1979年，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和美國(guó)航空航天局（NASA）合作研制的“地磁衛(wèi)星”（MagSat）成功發(fā)射，首次實(shí)現(xiàn)了高精度地磁三分量絕對(duì)測(cè)量，標(biāo)志著磁場(chǎng)探測(cè)新的發(fā)展階段。隨后，美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、日本、瑞典、南非、巴西和丹麥等國(guó)家相繼發(fā)射了載有磁場(chǎng)測(cè)國(guó)際太空 2015年9期2015-12-26
- 基于自適應(yīng)濾波算法的磁強(qiáng)計(jì)/陀螺組合誤差修正*
適應(yīng)濾波算法的磁強(qiáng)計(jì)/陀螺組合誤差修正*王嘉雨,曹紅松,白 松,張憲國(guó)(中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,太原 030051)針對(duì)彈箭姿態(tài)測(cè)量中低精度陀螺姿態(tài)解算誤差因漂移迅速增大的問(wèn)題,文中采用三軸磁強(qiáng)計(jì)和陀螺組合測(cè)姿方案,對(duì)姿態(tài)角的輸出進(jìn)行修正。通過(guò)建立基于陀螺姿態(tài)解算誤差角的狀態(tài)方程和磁強(qiáng)計(jì)輸出的誤差觀測(cè)方程,采用自適應(yīng)卡爾曼濾波方法以抑制濾波發(fā)散并對(duì)姿態(tài)誤差角進(jìn)行估計(jì)。仿真結(jié)果表明:該方法能有效利用磁強(qiáng)計(jì)的輸出抑制了陀螺漂移帶來(lái)的誤差,提高解算精度,滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2015年2期2015-05-08
- 3He原子磁強(qiáng)計(jì)技術(shù)
)?3He原子磁強(qiáng)計(jì)技術(shù)萬(wàn)雙愛(ài)，秦 杰，汪世林，孫曉光(北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所，北京100074)3He原子磁強(qiáng)計(jì)利用3He核自旋的拉莫爾進(jìn)動(dòng)測(cè)量磁場(chǎng)，具有高精度、小體積等特點(diǎn)，可以滿(mǎn)足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)化磁異常探測(cè)對(duì)高性能磁強(qiáng)計(jì)的需求。圍繞3He原子磁強(qiáng)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了該磁強(qiáng)計(jì)的基本工作原理及其硬件組成，分析了其理論靈敏度，給出了該磁強(qiáng)計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究情況，最后對(duì)該磁強(qiáng)計(jì)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。3He磁強(qiáng)計(jì)；原子磁強(qiáng)計(jì)；磁強(qiáng)計(jì)；磁異常探測(cè)0 引言磁異常探導(dǎo)航定位與授時(shí) 2015年3期2015-03-11
- 基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的簡(jiǎn)化地磁定軌
方程；將復(fù)雜的磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量誤差近似建模成隨機(jī)游走形式，用多項(xiàng)式對(duì)磁強(qiáng)計(jì)誤差估計(jì)值進(jìn)行實(shí)時(shí)擬合去噪，并辨識(shí)出磁強(qiáng)計(jì)誤差的變化特征作為自適應(yīng)卡爾曼濾波器的調(diào)節(jié)依據(jù)，提高了弱可觀測(cè)地磁定軌的性能。數(shù)學(xué)仿真證明了簡(jiǎn)化地磁定軌模型的有效性，自適應(yīng)濾波器能夠更精確地實(shí)現(xiàn)定軌計(jì)算，定位精度約為6 km，測(cè)速精度約為4 m/s。自主導(dǎo)航；地磁定軌；國(guó)際地磁參考場(chǎng)；自適應(yīng)卡爾曼濾波器隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，微小衛(wèi)星自主定軌已經(jīng)成為衛(wèi)星軌道測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展方向。地磁導(dǎo)航是一種特別中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào) 2014年4期2014-10-21
- Fluxgate Magnetometer with Low-Cost and High-Resolution Based on ARM*
的發(fā)展為磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)提供了數(shù)字化方案，使磁強(qiáng)計(jì)在體積、功耗、溫度穩(wěn)定性等方面有了很大提高［4］。閉環(huán)數(shù)字磁強(qiáng)計(jì)一般由磁通門(mén)探頭、采樣A/D、處理單元、反饋D/A等構(gòu)成，其精度主要取決于反饋回路的D/A轉(zhuǎn)換器，采用高分辨率的D/A芯片可以有效提高系統(tǒng)性能。為了與反饋D/A匹配，系統(tǒng)前端采樣通路中需要使用高分辨率的A/D，例如:文獻(xiàn)［5］前端采樣使用了C8051F064單片機(jī)內(nèi)集成的16 bit A/D，反饋端使用了16 bit D/A芯片DAC8552;文獻(xiàn)傳感技術(shù)學(xué)報(bào) 2014年3期2014-09-08
- Calibration for Tri-Axial Magnetometer Based on Adaptive Genetic Algorithm*
術(shù)的發(fā)展，三軸磁強(qiáng)計(jì)被廣泛應(yīng)用于地磁導(dǎo)航等諸多新領(lǐng)域，在空間磁場(chǎng)的測(cè)量與研究中發(fā)揮著重要作用［1-4］。準(zhǔn)確測(cè)量空間地磁場(chǎng)值或得到完整的地磁場(chǎng)信息，需要使用嚴(yán)格正交的三軸磁強(qiáng)計(jì)［2］。但是由于生產(chǎn)水平和安裝工藝的限制，實(shí)際應(yīng)用的三軸磁強(qiáng)計(jì)不嚴(yán)格正交［3］。文獻(xiàn)［4］中列出了一些廠家生產(chǎn)的三軸磁強(qiáng)計(jì)三軸間夾角，大多數(shù)的磁強(qiáng)計(jì)的非正交誤差都超過(guò)了1°，這使得三軸磁強(qiáng)計(jì)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)存在較大測(cè)量誤差。因此，三軸磁強(qiáng)計(jì)在使用時(shí)，必須對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行校正。通常采用數(shù)值傳感技術(shù)學(xué)報(bào) 2014年3期2014-09-08
- 加速度計(jì)/磁強(qiáng)計(jì)無(wú)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)解算研究
SINS和三軸磁強(qiáng)計(jì)構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量值結(jié)合國(guó)際地磁場(chǎng)模型修正GFSINS的姿態(tài)角誤差，抑制誤差的積累，提高了姿態(tài)角的解算精度。1 GFSINS姿態(tài)角解算角速度計(jì)輸出方程［2］為其中:i為慣性系;b為載體系;ri為加速度計(jì)安裝位置矢量;θi為敏感方向矢量;fb為投影到載體系的比力;為載體角速度為載體角加速度;Ω為載體角速度的反對(duì)稱(chēng)矩陣［2－3］。因此得到固連在載體上的N個(gè)加速度計(jì)輸出的矩陣形式為令Q為J的左逆矩陣，則有由式(3)可計(jì)算得到載體電光與控制 2012年2期2012-08-27
- 基于磁強(qiáng)計(jì)的衛(wèi)星姿態(tài)確定地面試驗(yàn)*
，近年來(lái)，隨著磁強(qiáng)計(jì)逐漸在新一代小衛(wèi)星中獲得了應(yīng)用，利用磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量進(jìn)行姿態(tài)確定也成為一個(gè)研究熱點(diǎn).磁強(qiáng)計(jì)具有功耗小、質(zhì)量輕、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此由磁強(qiáng)計(jì)組成的姿態(tài)確定系統(tǒng)具有很高的可靠性，可以大大提高衛(wèi)星的壽命.目前國(guó)內(nèi)的研究主要集中在理論方面，本文利用某衛(wèi)星的實(shí)際遙測(cè)數(shù)據(jù)，在國(guó)內(nèi)首次進(jìn)行了基于磁強(qiáng)計(jì)的姿態(tài)確定的地面試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果定姿精度優(yōu)于0.25°，表明基于磁強(qiáng)計(jì)的姿態(tài)確定方案合理可行.1 姿態(tài)確定原理1.1 基本思路目前地磁場(chǎng)已經(jīng)有較好的空間控制技術(shù)與應(yīng)用 2012年4期2012-04-17
- 應(yīng)用于皮衛(wèi)星的地球磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)*
依據(jù)之一。三軸磁強(qiáng)計(jì)體積小、重量輕、功耗低，具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度，是微小衛(wèi)星定姿的理想傳感器件［1］。實(shí)際應(yīng)用中一般沿星體坐標(biāo)系三軸方向安裝磁強(qiáng)計(jì)，測(cè)量空間中該位置的磁場(chǎng)矢量。衛(wèi)星的姿態(tài)確定系統(tǒng)利用磁強(qiáng)計(jì)采集到的磁場(chǎng)矢量，結(jié)合地球磁場(chǎng)模型就可以確定衛(wèi)星在地球磁場(chǎng)中的位置，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的姿態(tài)角度解算［2］。由于宇宙空間的輻射環(huán)境存在著多種粒子與宇宙射線，輻射會(huì)給器件帶來(lái)?yè)p傷，普通商用磁強(qiáng)計(jì)無(wú)法滿(mǎn)足皮衛(wèi)星長(zhǎng)壽命工作的要求。針對(duì)商用磁強(qiáng)計(jì)的不足，在設(shè)計(jì)地球磁場(chǎng)測(cè)量系傳感技術(shù)學(xué)報(bào) 2011年8期2011-10-19
- 用于微小衛(wèi)星自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)地面仿真的磁強(qiáng)計(jì)數(shù)學(xué)模型
衛(wèi)星來(lái)說(shuō),采用磁強(qiáng)計(jì)定姿和定軌的自主導(dǎo)航方法具有質(zhì)量輕、功耗小、可靠性高和成本低等特點(diǎn)[1]。目前,用于微小衛(wèi)星自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)的磁強(qiáng)計(jì)數(shù)學(xué)模型尚未被系統(tǒng)建立。在有關(guān)磁強(qiáng)計(jì)自主導(dǎo)航的文獻(xiàn)中,通常都未明確給出仿真系統(tǒng)中磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)獲取的具體實(shí)現(xiàn)方法。文獻(xiàn)[1]介紹了一種地磁動(dòng)態(tài)模擬器的構(gòu)建方法,說(shuō)明了地磁場(chǎng)數(shù)據(jù)生成的方法及地磁模擬器輸出電流與其對(duì)應(yīng)的關(guān)系,但沒(méi)有給出磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)生成的方法。文獻(xiàn)[2、3]采用在地磁場(chǎng)理論計(jì)算值的基礎(chǔ)上添加測(cè)量噪聲的方法,這上海航天 2011年4期2011-09-18
- 基于磁強(qiáng)計(jì)/陀螺的卡爾曼濾波定姿算法
來(lái)自加速度計(jì)、磁強(qiáng)計(jì)、傾斜計(jì)等傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)補(bǔ)償陀螺引起的誤差。隨著低成本固態(tài)慣性器件和磁傳感器件的發(fā)展,利用MEMS陀螺和磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行姿態(tài)探測(cè)是近年來(lái)測(cè)量系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)之一。文獻(xiàn)[1]設(shè)計(jì)了一個(gè)利用加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)來(lái)補(bǔ)償誤差的擴(kuò)展卡爾曼濾波器。結(jié)合對(duì)重力場(chǎng)和地磁場(chǎng)的測(cè)量,使用高斯-牛頓迭代法求解非線性方程組,從而獲得四元數(shù)。該算法不僅使用了對(duì)重力場(chǎng)的測(cè)量,而且要求載體處于靜止或不存在線加速度。因此,該算法具有局限性。文獻(xiàn)[2]采用磁強(qiáng)計(jì)和陀螺來(lái)測(cè)量姿態(tài)角。探測(cè)與控制學(xué)報(bào) 2011年4期2011-08-21
- 基于光照區(qū)太陽(yáng)敏感器和陀螺輔助修正的微小衛(wèi)星磁測(cè)技術(shù)
耗微小衛(wèi)星采用磁強(qiáng)計(jì)、太陽(yáng)敏感器、陀螺、動(dòng)量輪、磁力矩器組成姿態(tài)測(cè)量與控制系統(tǒng)。微小衛(wèi)星的控制系統(tǒng)采用常速動(dòng)量輪實(shí)現(xiàn)慣性定向，所以控制系統(tǒng)的一個(gè)重要工作就是控制衛(wèi)星的俯仰姿態(tài)，此時(shí)可用磁強(qiáng)計(jì)估計(jì)衛(wèi)星的俯仰姿態(tài)與俯仰姿態(tài)變化率。太陽(yáng)敏感器在光照區(qū)獲取太陽(yáng)方位信息，結(jié)合太陽(yáng)歷獲取衛(wèi)星的姿態(tài)，太陽(yáng)敏感器結(jié)合磁強(qiáng)計(jì)，可以進(jìn)行濾波計(jì)算出衛(wèi)星俯仰姿態(tài)。陀螺雖然精度高，但功耗較大，因此只在俯仰方向單軸配置，階段性開(kāi)機(jī)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星俯仰角速率，配合俯仰控制任務(wù)的執(zhí)行。衛(wèi)星的剩磁中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào) 2011年6期2011-04-30
- 高溫超導(dǎo)瞬變電磁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化
制成功高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)和瞬變電磁儀器的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)一步完善，自主研發(fā)了可用于地下1000m深部資源勘探的先進(jìn)地質(zhì)勘探儀器——高溫超導(dǎo)瞬變電磁儀器系統(tǒng)。據(jù)了解，物化探所科研人員以高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)取代傳統(tǒng)感應(yīng)線圈作為傳感器，集成一套高溫超導(dǎo)瞬變電磁儀器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在瞬變電磁法中直接測(cè)量磁場(chǎng)的目的，提高瞬變電磁法的勘探深度，為深部金屬礦勘探提供高技術(shù)手段。此外，科研人員在現(xiàn)有高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)的基礎(chǔ)上采用屏蔽技術(shù)，對(duì)其電子線路、面板及其核心部分“高頻放大器”進(jìn)行了設(shè)計(jì)地質(zhì)裝備 2011年5期2011-04-02
- 一種應(yīng)用磁強(qiáng)計(jì)提高導(dǎo)航系統(tǒng)航向精度的方法*
提出了一種通過(guò)磁強(qiáng)計(jì)計(jì)算航向角并將之加入至系統(tǒng)的觀測(cè)量中，與三維位置觀測(cè)量構(gòu)成系統(tǒng)四維觀測(cè)量，從而構(gòu)成MIMU/GPS/磁強(qiáng)計(jì)組合系統(tǒng)的方法，并通過(guò)可觀測(cè)性分析說(shuō)明了將磁強(qiáng)計(jì)加入至系統(tǒng)后系統(tǒng)的所有狀態(tài)完全可觀測(cè)。本文采用磁強(qiáng)計(jì)與低成本SINS/GPS構(gòu)成新的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，利用SINS/GPS組合提供的水平姿態(tài)角與磁強(qiáng)計(jì)觀測(cè)量，采用磁羅盤(pán)原理計(jì)算得到航向角，并作為組合導(dǎo)航系統(tǒng)新的觀測(cè)量，以此改善航向角的可觀測(cè)性，從而提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)的航向精度。首先建立了系統(tǒng)傳感器與微系統(tǒng) 2010年8期2010-12-07
- 電子羅盤(pán)的標(biāo)定方法研究