[发明专利]基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器

权利要求书

1.一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，包括：三通道磁通门探头、激励电源模块、信号测量模块和反馈模块；

所述三通道磁通门探头由激励线圈和感应线圈缠绕在钴基非晶丝上组成，所述激励线圈为所述三通道磁通门探头的输入端，所述感应线圈为所述三通道磁通门探头的输出端；

所述激励电源模块与所述三通道磁通门探头模块的输入端连接，所述三通道磁通门探头的输出端与所述信号测量模块的输入端连接，所述信号测量模块的输出端与所述反馈模块的输入端连接。

2.如权利要求1所述的一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，所述信号测量模块包括：前置谐振放大器、A/D转换器和FPGA数字信号处理器；

所述三通道磁通门探头的输出端与所述前置谐振放大器的输入端连接，所述前置谐振放大器的输出端与所述A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端与所述FPGA数字信号处理器的输入端连接，所述FPGA数字信号处理器的输出端与所述反馈模块的输入端连接。

3.如权利要求2所述的一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，所述激励电源模块包括：时钟源和功率放大器；

所述时钟源为所述FPGA数字信号处理器的内部时钟源，用于产生激励信号，所述时钟源与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述三通道磁通门探头的输入端连接。

4.如权利要求3所述的一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，所述反馈模块包括：D/A转换器、反馈电路和反馈线圈；

所述D/A转换器的输入端与所述信号测量模块的输出端连接，所述D/A转换器的输出端与所述反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述反馈线圈连接。

5.如权利要求4所述的一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，所述FPGA数字信号处理器包括：相敏检波器和数字滤波器；

所述数字相敏检波器的输入端与所述A/D转换器的输出端连接，所述数字相敏检波器的输出端与所述数字滤波器的输入端连接，所述数字滤波器的输出端与所述反馈模块的输入端连接。

6.如权利要求1所述的一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，所述反馈线圈由三组均为亥姆霍兹结构的线圈互相垂直组成。

7.如权利要求1所述的一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，还包括供电电源模块，所述供电电源模块分别与所述激励电源模块、所述信号测量模块和所述反馈模块连接，用于提供电源。

8.如权利要求5所述的一种基于钴基非晶效应的数字三轴磁通门传感器，其特征在于，所述数字三轴磁通门传感器的测量原理为：

所述FPGA数字信号处理器的内部时钟源进行分频产生激励信号，通过所述功率放大器放大达到功率需求后，驱动所述数字三轴磁通门传感器三个通道的所述激励线圈；三个通道对应的感应线圈产生感应电动势，所述感应电动势通过所述前置谐振放大器提取并放大所述感应电动势中的二次谐波分量，得到磁通门信号；再采用所述A/D转换器对三个通道的所述磁通门信号进行模数转换得到数字信号，同时由所述FPGA数字信号处理器的内部时钟源分频并移相得到与所述数字磁通门信号相位一致的基准信号，将所述基准信号与所述数字磁通门信号一起输入所述相敏检波器，滤除残留的直流分量和奇次谐波分量，通过所述数字滤波器后，经过所述D/A转换器得到反应被测磁场信息的模拟量，所述反馈电路将所述被测磁场信息的模拟量转换为对应的补偿电流，所述补偿电流在所述反馈电路的激励下，通过所述反馈线圈产生三分量的补偿磁场。