基于跨阻抗前置放大器的宽频带感应式磁传感器的设计与验证

作     者：周斌 薛永亮 陶然 程炳钧 王子栋 张海波 吴新哲 ZHOU Bin;XUE Yongliang;TAO Ran;CHENG Bingjun;WANG Zidong;ZHANG Haibo;WU Xinzhe

作者机构：中国科学院国家空间科学中心、空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院国家空间科学中心、太阳活动与空间天气重点实验室北京100190 中科飞特(山东)科技有限公司聊城250003 中国科学院大学北京100049 宜昌测试技术研究所宜昌100101 

出 版 物：《空间科学学报》 (Chinese Journal of Space Science)

年 卷 期：2024年第44卷第1期

页      面：169-177页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：民用航天技术预先研究项目资助(D050103) 

主　　题：感应式磁传感器 搜索线圈 跨阻抗放大器 传递函数 噪声 数据处理 

摘      要：本文建立了一种基于跨阻抗前置放大器的磁传感器信号传递模型,并在该模型的基础上推导出磁传感器的灵敏度和噪声理论值.根据理论推导的结果,进一步研究了感应式磁传感器设计方法,以带宽0.01~10 kHz,噪声1 fT·Hz^(–1/2)(1~10 kHz)作为设计目标设计了一个感应式磁传感器,并对这一传感器进行了性能验证试验.在处理频率响应测试数据时设计了一种基于信号调制的处理方法,有效提取特定频率得到幅值和相位,并降低了随机噪声的干扰,磁传感器–3 dB带宽达到了0.01~10 kHz.在评估传感器噪声时,采用双探头差分的方法消除了环境的干扰,设计了相位差分析的评估方法,确认在哪些频带双探头探测的信号是同源的,在这些频带采用差分法评估是有效的.评估的结果是,传感器在1~10 kHz实现了1 fT·Hz^(–1/2)噪声水平.