[发明专利]测量磁通门传感器中的探头噪声的方法

说明书

本发明提供了一种测量磁通门传感器中的探头噪声的方法，包括：开环灵敏度获取步骤：利用激励源单独对探头进行激励，测量所述探头的开环输出，以获得探头的开环灵敏度；噪声谱测量步骤：将探头置于磁屏蔽环境内，并测量探头的输出信号的噪声谱；开环噪声获取步骤：在噪声谱中去除由探头以外的部分引入的外部噪声，从而获得探头的开环噪声；以及闭环噪声获取步骤：基于预定的磁通门传感器的灵敏度、探头的开环灵敏度以及探头的开环噪声，获得探头在磁通门传感器中引入的噪声，作为探头的闭环噪声。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其是一种测量磁通门传感器中的探头噪声的方法。

背景技术

磁通门传感器是一种高精度的矢量磁场传感器，广泛的应用于各种磁场探测仪器和设备中，作为核心磁传感器件，实现地磁导航、磁异场探测、电磁跟踪等军民领域的不同应用。

磁通门传感器包括探头和电路两个基本部分，探头通常由磁性材料和线圈结构构成，在激励条件下将环境磁场调制为感应电动势，电路部分提供探头的激励并对拾取的感应电压信号进行处理，得到反映磁场强度的输出量。传感器的噪声源同样也包括探头和电路两部分，探头通常为主要噪声来源，在磁通门传感器的研发和生产过程中，对探头或探芯噪声进行单独的测试评价是很有意义的。

为了保证传感器的线性度、稳定性和量程，磁通门传感器通常采用闭环结构，反馈环节通过探头内的线圈结构产生反馈磁场。由于探头本身在反馈环路内，与处理电路分离会破坏其正常的闭环工作状态，因此在噪声测试时通常只测量传感器整机噪声，难以对闭环状态下的探头和电路噪声进行分别测量。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种测量磁通门传感器中的探头噪声的方法，通过测量磁通门探头的开环输出噪声和开环灵敏度，得到在闭环状态下探头部分的噪声水平，实现不依赖传感器电路的探头噪声测试评价，为磁通门探头的研发提供参考，也便于进行探头或探芯的批量筛选。

根据本发明的一方面，提供一种测量磁通门传感器中的探头噪声的方法，包括：开环灵敏度获取步骤：利用激励源单独对探头进行激励，测量所述探头的开环输出，以获得所述探头的开环灵敏度；噪声谱测量步骤：将所述探头置于磁屏蔽环境内，并测量所述探头的输出信号的噪声谱；开环噪声获取步骤：在所述噪声谱中去除由探头以外的部分引入的外部噪声，从而获得所述探头的开环噪声；以及闭环噪声获取步骤：基于预定的磁通门传感器的灵敏度、所述探头的开环灵敏度以及所述探头的开环噪声，获得探头在所述磁通门传感器中引入的噪声，作为所述探头的闭环噪声。

优选地，在所述开环灵敏度获取步骤中，利用交流电流源作为激励源对所述探头进行激励，在磁场发生器形成的直流场内，利用锁相放大器测量所述探头的开环输出的有效值，从而获得所述探头的开环灵敏度。

优选地，所述开环灵敏度获取步骤具体包括：

激励步骤：使用具有预定的电流值和频率的交流电流源对所述探头进行激励；

输出电压获取步骤：在所述磁场发生器内，对所述探头施加具有预定场强的直流场，使用锁相放大器对所述探头的输出电压进行解调，并获得在所述预定场强下的解调输出电压的有效值；以及

计算步骤：基于所述解调输出电压的有效值和所述预定场强，计算所述探头的开环灵敏度。

优选地，在所述输出电压获取步骤中，根据磁通门传感器的磁通门的不同类型，对于所述输出电压采用不同的解调方式。

优选地，在所述噪声谱测量步骤中，使用锁相放大器对所述探头的信号进行解调，从而测量所述探头的输出信号的噪声谱。

优选地，在所述开环噪声获取步骤中，在与所述开环灵敏度获取步骤和所述噪声谱测量步骤相同的测试环境下，将具有相同长度的导线替代所述探头中的磁芯，并且测量在磁芯被替代状态下的所述探头的噪声，作为由探头以外的部分引入的外部噪声。