[发明专利]一种抑制环境共模噪音的磁电复合基磁传感器系统

权利要求书

1.一种抑制环境共模噪音的磁电复合基磁传感器系统，其特征在于：包括两个单轴磁电复合基磁传感器、数据采集设备、计算机，两个单轴磁电复合基磁传感器分别为传感器1和传感器2，两个磁电复合基磁传感器之间的距离是10厘米，两个磁电复合基磁传感器同向平行放置，两个磁电复合基磁传感器所产生的输出信号接入数据采集设备的输入端，数据采集设备的输出端与计算机相连，数据采集设备将两个单轴磁电复合基磁传感器输入的模拟电压信号转化为数字信号并通过USB接口接入计算机中，所述抑制环境共模噪音的磁电复合基磁传感器系统的工作原理为：通过分析出传感器输出噪音中环境共模噪音所占比重，并将该部分噪音去除从而得到差分噪音并通过计算得到本底噪音，从而极大降低环境噪音的影响；户外测试时，环境中的共模噪音以及传感器的本底噪音混合在一起，经过传感器感知、电路放大之后被数据采集设备收集，经过信号处理手段，将共模噪音部分去除，计算得到传感器的本底噪音；

采用所述抑制环境共模噪音的磁电复合基磁传感器计算本底噪音的方法是，通过计算两个传感器的相关性，分析出传感器输出噪音中环境共模噪音所占比重，经过信号处理手段，将该部分环境共模噪音去除，计算得到传感器的本底噪音，具体为，通过MATLAB程序分析两个传感器噪音的相关性，根据经典噪音理论模型，两个传感器的相关性C₁₂表示为：

式中P₁₁和P₂₂分别是传感器1和传感器2输出信号的噪音能量密度，P₁₂是两个信号的交叉噪音能量密度；

传感器的噪音密度表示为：

其中，k＝1,2，是传感器的本底噪音能量密度，是环境噪音的能量密度，S_k是传感器k的傅里叶变化函数，

视P₁₁和P₂₂相等，则P₁₂表示为：

其中，G₂为传感器2的传递函数，为传感器1的传递函数G₁的共轭复数；

两个信号的相关性表示为：

当两个信号的相关性大于某一设定阈值时，基于C₁₂得出传感器的本底噪声为：

2.根据权利要求1所述的一种抑制环境共模噪音的磁电复合基磁传感器系统，其特征在于：磁电复合基磁传感器包含磁电复合材料以及电荷信号放大器，两个磁电复合基磁传感器所产生的输出信号接入数据采集设备的输入端是指两个磁电复合基磁传感器所产生的输出信号经过电荷信号放大器的电路后接入数据采集设备的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种抑制环境共模噪音的磁电复合基磁传感器系统，其特征在于：磁电复合材料包含磁致伸缩材料层和压电材料层。