磁强计

摘要： 2022年2月21日,记者从中国科学院国家空间科学中心获悉,作为中欧一项大型空间合作项目,中科院空间科学(二期)先导专项——太阳风磁层相互作用全景成像卫星(英文缩写SMILE,中文译称“微笑计划”)近期已在欧顺利实施有效载荷磁强计伸杆展开试验,试验取得圆满成功。

摘要： 为考查应用新型磁强计——金刚石氮空穴(nitrogen-vacancy,NV)色心系综磁强计进行电路诊断的可行性和可靠性,从金刚石NV色心系综磁强计的基本原理出发,搭建了一套光纤耦合金刚石NV色心系综磁强计测试实验系统,将探头紧贴于电路导线外壳,通过测量磁强计处磁场信号的变化实现对电路的诊断。实验结果表明,金刚石NV色心系综磁强计对电路异常引起的磁场变化响应明显,对电流的分辨率优于50 mA;当探头和导线距离发生变化时,观测信号曲线呈现明显的台阶,空间分辨率优于0.4 mm。本系统采用更加简洁的方案实现了10μT量级磁场分辨率的性能指标,能够诊断出电路的电流变化并进行精确定位,可广泛应用电路无损检测及可靠性评估。

摘要： 噪声水平在一定程度上决定了磁强计对磁场信号的检测和识别能力。本文对舰艇消磁系统所采用的磁通门磁强计噪声的形成机理、测试系统构建进行了研究分析,并介绍说明了工程上常用的评价标准及测试数据处理方法。

摘要： 德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(IAF)发布公告称,该所研究人员在基于金刚石氮-空位(NV)中心的超灵敏激光阈值磁强计研究中取得重要进展,可通过受激发射实现64%的信号功率放大,并显示出创纪录的33%的超高对比度。该研究将为进一步开发用于室温和现有背景场下的高灵敏度磁场传感器铺平道路。相关成果发表在近日的《科学进展》杂志上。

摘要： 德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(IAF)发布公告称,该所研究人员在基于金刚石氮-空位(NV)中心的超灵敏激光阈值磁强计研究中取得了重要进展,可通过受激发射实现64%的信号功率放大,并显示出创纪录的33%的超高对比度。该研究将为进一步开发一种用于室温和现有背景场下的高灵敏度磁场传感器铺平道路。相关成果已发表在《科学进展》杂志上。金刚石中的NV中心是由一个氮原子和一个碳空位组成的原子系统。在被绿色激光照射时,会激发出红光。

摘要： 德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(IAF)发布公告称,该所研究人员在基于金刚石氮-空位(NV)中心的超灵敏激光阈值磁强计研究中取得重要进展,可通过受激发射实现64%的信号功率放大,并显示出创纪录的33%的超高对比度。该研究将为进一步开发用于室温和现有背景场下的高灵敏度磁场传感器铺平道路。相关成果发表在近日的《科学进展》杂志上。

摘要： 航天器姿态确定是航天器姿轨控制、在轨正常运行的关键,针对航天器多姿态传感器存在测量噪声非高斯分布、可能出现敏感器失效和故障等问题,提出了一种基于改进因子图模型的航天器组合姿态确定方法.通过建立因子图模型,将地磁/星敏/陀螺测量信息作为因子节点加入因子图模型,利用观测蒸馏法对观测数据集进行提炼以及自适应调整,实现对航天器的姿态确定.在复杂条件下,该方法扩展性强,可以实现即插即用,合理而充分的利用其他姿态测量信息,避免了基于卡尔曼滤波算法中的复杂系统重构过程,从而有利于多传感器融合.实验结果表明,在进行复杂条件下的地磁/星敏/陀螺组合定姿仿真时,该算法可行有效;有传感器切换时,具有较好的动态稳定性,实现了即插即用.该方法灵活度高,为解决复杂条件下的多传感器组合定姿提供了新思路.

摘要： cqvip:掌握弹箭的滚转姿态信息是飞行制导的必要条件,利用地磁场矢量辅助测量弹体姿态是目前常用的一种方案,其中校准磁强计是准确测量姿态前非常重要的一步;提出了一种基于能量评估的无迹卡尔曼滤波算法(PUKF)校准磁强计并测量姿态;方案利用磁强计敏感轴测量轴矢量方向上的地磁场分量,在时域空间内对测量的数据进行参数评估,快速获取磁强计的初始校准参数,创新地将磁强计初始校准参数与姿态二阶拟合参数共同作为无迹卡尔曼滤波的状态量,在初步测量姿态的同时持续精确校准磁强计,确认校准参数收敛后,对现有无迹卡尔曼滤波算法进行重构,精准测量弹体姿态;通过数值仿真结果表明:所提出的PUKF算法在收敛特性和求解速度上优于传统的校准测量方法。

摘要： "天问一号"着陆器火星表面磁场探测仪将在着陆区域进行连续的高精度矢量测量,并和轨道器磁强计联合开展火星磁场环境研究.本文针对火星着陆探测工况复杂、力学条件恶劣的特点,介绍了着陆器表面磁场探测仪传感器结构设计、有限元建模和仿真分析,研究结果表明,表面磁场探测仪传感器力学设计满足任务需求.

摘要： 金刚石氮空穴色心磁强计广泛采用连续波光探测磁共振脉冲进行磁测,其灵敏度指标主要受到激光功率和微波功率影响.基于金刚石氮空穴色心系综搭建了一套共聚焦磁场检测系统,调节激光功率和微波功率测量相应的电子自旋共振谱的谱线半高宽和谱线对比度.实验表明,谱线半高宽主要受到微波功率影响,谱线对比度同时受到微波功率和激光功率影响;保持微波功率不变提高激光功率,观测到了明显的谱线半高宽变窄.系统的最优参数可分两步获得,首先调整微波功率获得较好谱线半高宽,再提高激光功率获得更好的对比度和谱线半高宽.

摘要： 本文主要研究了卫星星箭分离后基于磁强计的卫星角速度确定算法.为保证无陀螺配置的系统或陀螺失效情况下,获取高精度的角速度信息,采用磁强计连续测量的地球磁场数据结合扩展卡尔曼滤波进行卫星角速度的滤波算法设计.建立了磁强计的测量模型,推导了卫星角速度的状态方程;详细介绍了姿态角速度估计器的设计过程;对连续角速度状态方程进行离散化处理,再利用扩展卡尔曼滤波估计卫星角速度.通过MATLAB数学仿真,验证了所设计的速率滤波算法的正确性和有效性,该算法对工程应用具有一定的指导价值.

摘要： 以微小型无人直升机为背景、提出了一种基于多传感器融合的姿态测量系统设计方案.针对无人直升机机小型化、轻量化以及飞行控制需求,方案基于ARM单片机、MEMS磁强计和加速度计架构的.为提高姿态测量精度,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)对不同来源姿态数据进行数据融合.实验结果表明,利用本文提出的设计方案具有良好的测量精度,可以满足无人直升机自主飞行的要求.

摘要： 本文介绍了一种不同供电电压系统间的串行差分通讯方案研究.为满足现代卫星长寿命设计前提下对空间矢量磁场长期准确测量的要求,设计研制了具备在轨标定装置的高精度矢量磁强计,该磁强计包括一套标量磁场测量系统(+3.3v供电,FPGA控制)及一套矢量磁场测量系统(+5v供电,单片机控制).磁强计系统间数据传输基于同步串口通讯协议,为实现不同供电电压系统间安全高效的数据通讯控制,本文设计采用了以单片机为控制核心,辅助相关硬件电路及软件程序的系统间通讯控制方案,通讯接口部分基于LVDS(低电压差分信号)差分通讯设计,可有效解决不同电压数据信号之间的高速通讯问题.

摘要： 提出基于现场可编程门阵列(FPGA)的磁强计数据采集系统.该系统以24位AD7732为模数转换器件,并采用FPGA作为主控制器,对三路传感器信号进行采样,采样结果通过RS485接口输出到上位机.通过分析AD7732的读写时序,应用VerilogHDL语言编写采集程序,该设计方案利用FPGA的并行采集能力,对模拟信号进行并行采样,实现了对空间磁场探测信号的实时采集和传输,满足了磁强计高精度、高可靠性的要求.

摘要： 通过研究磁场线圈的设计方法，实际设计并加工一套巴凯尔磁场线圈，具有很高的均匀度。在此基础上，定制新型恒流电流源，购买数字电压表，霍尔磁强计和标准电阻，组建新的磁强计校准装置，大幅提高了校准能力。

摘要： 电磁监测试验卫星是我国第一颗近地轨道电磁场科学探测试验卫星,探测空间背景磁场是其中的一项重要的任务.空间背景磁场探测需要在卫星平台上对空间矢量磁场进行长期稳定的准确探测,除了卫星平台为载荷提供了良好的磁洁净控制和足够长的伸杆外,还需要合理的载荷探测方案.本文介绍了利用CPT效应绝对标量磁场探测数据,对磁通门磁强计相对矢量磁场探测数据进行校准的方法,使最终的矢量磁场探测数据具有准确性.这是一种拟合的校准方法,在一定的假设条件下它拥有理论上的解析解,在实施中载荷的性能好坏决定了假设条件的符合程度,间接影响最终校准误差.通过对在轨磁场探测的模拟,确定它的实际性能,并验证了在电磁监测试验卫星平台上的磁场探测可以实现1nT的测量准确度.

摘要： 磁强计是探测空间磁场、卫星姿态测量等的重要部件,而卫星的剩磁对于某些传感器,特别是磁强计的影响巨大,它将直接导致磁强计的测量结果出现偏差,因此剩磁对卫星造成的影响是不可低估的.针对于这一情况,本文以测量磁通门磁强计零部件剩磁为例,通过实验,计算出磁强计零部件的磁矩,之后在零部件的选用以及电路布局,安装时考虑这些因素,减少仪器的整体剩磁,从而减小对传感器的干扰,使测量结果更加准确,保证卫星正常工作,同时为更好的完成探测任务提供重要依据.

摘要： 疾病的诊断、矿藏石油的探测、军事目标的探测、工业无损检测、智能导航等都可以通过对磁场信号的探测实现。本文介绍了共振式磁强计、全光学原子磁强计、超导量子干涉(SQUID)磁强计、磁电效应磁强计四大类可用于微弱磁场测量的磁强计的基本原理，研究及应用现状，同时对各类磁强计的特点、未来研究方向及应用前景进行了综述。

摘要： 近地空间磁场探测一直是空间科学探测的主要领域之一，已经有近五十年的历史。从初期的探索性卫星探测直至现在的一些卫星计划仍然将磁场探测列入重点研究课题之一。随着探测研究的深入和潜在军事、民用应用价值，空间磁场测量发展出一种专门进行地球本底内禀磁场测绘的专业卫星计划。正是因为地球磁场矢量测绘在导航、定位、矿产资源勘探等领域有非常重要的应用，因此自从1979年以来，各国已经发射了多颗以地磁场测绘为目的的卫星，获取了全球地磁场分布模型，并不断在模型精度上进行细化。本文在回顾国际上主要磁测卫星历史的基础上，提出了一种适合于卫星地磁场矢量测绘的载荷配置方案，并根据目前国内技术能力，对卫星地磁场矢量测绘精度等问题进行了分析和讨论，并对卫星地磁场矢量测绘的应用进行了初步的探讨。

摘要： 近地空间磁场探测一直是空间科学探测的主要领域之一，已经有近五十年的历史。从初期的探索性卫星探测直至现在的一些卫星计划仍然将磁场探测列入重点研究课题之一。随着探测研究的深入和潜在军事、民用应用价值，空间磁场测量发展出一种专门进行地球本底内禀磁场测绘的专业卫星计划。正是因为地球磁场矢量测绘在导航、定位、矿产资源勘探等领域有非常重要的应用，因此自从1979年以来，各国已经发射了多颗以地磁场测绘为目的的卫星，获取了全球地磁场分布模型，并不断在模型精度上进行细化。本文在回顾国际上主要磁测卫星历史的基础上，提出了一种适合于卫星地磁场矢量测绘的载荷配置方案，并根据目前国内技术能力，对卫星地磁场矢量测绘精度等问题进行了分析和讨论，并对卫星地磁场矢量测绘的应用进行了初步的探讨。

摘要： 本申请涉及一种原子磁强计及、弱磁测量系统和方法、计算机程序产品、计算机设备以及可读存储介质。原子磁强计包括：光线发生装置，用于发射探测光线；调制线圈，用于发射正弦调制磁场；气室，用于接收所述探测光线、并在正弦调制磁场的作用下形成携带磁场信息的待测光线；光线检测装置，用于接收所述待测光线并转换为待测电信号；可编程电路，用于输出可控制所述正弦调制磁场的正弦调制信号，以及接收并解调所述待测电信号获得预期信号。本申请的原子磁强计和弱磁测量方法，可降低设备成本。

摘要： 一种全光学原子磁强计装置，包括：激光驱动电路，用于输出抽运光驱动信号和探测光驱动信号；激光产生组件，用于产生平行光；其中所述激光产生组件在所述抽运光驱动信号的驱动下所产生的平行光为单色线偏振光，在所述探测光驱动信号的驱动下所产生的平行光为多色线偏振光；偏振转化器，出射单色圆偏振光并作为抽运光；原子气室，填充有工作原子；所述原子气室内的工作原子在所述抽运光的作用下在待测磁场中产生共振以实现相干抽运；第二PBS，用于将所述原子气室出射的携带有磁场信息的探测光分为第一探测光和第二探测光；第一探测器，用于接收所述第一探测光并转换为第一电信号；第二探测器，用于接收所述第一探测光并转换为第二电信号。

摘要： 基于内置磁强计SERF陀螺仪磁场非正交角原位标定方法，通过信号发生器作用线圈在x轴和y轴施加一定大小的磁场，同时关闭抽运光，得到电子在磁场作用下的进动信号，最后通过读取电子在磁场中进动信号的进动频率，得到施加的合磁场大小，通过三角函数关系即可得到x轴和y轴磁场的夹角大小。采用同样的方法可以获得x轴和z轴以及y轴和z轴的夹角大小。在不改变SERF陀螺仪装置设备及结构的前提下，实现了SERF陀螺仪完整的三轴磁场非正交角的标定。

摘要： 本发明公开了一种磁通门磁强计阵列的校正对准方法，该方法以其中一个磁通门磁强计的测量坐标系为基准采用遗传算法来进行多个磁通门磁强计的对准，定义平均差模量作为对准过程中遗传算法的适应度函数，提供一种不需要测量旋转角度、不要求平台机械坐标系正角度的校正对准方法。本发明有效解决了以往方法存在的需要三轴旋转无磁转台辅助测量的问题，简化了磁通门磁强计阵列校正对准的参数求解过程，具有实际意义。

摘要： 本发明公开了一种SERF磁强计光频率和功率的同步稳定装置及方法，包括激光发射模块，1/2波片，偏振分光棱镜，激光频率稳定模块，激光功率稳定模块。方法包括以下步骤：S1:激光发射模块发射激光；S2：所述激光通过所述1/2波片和所述偏振分光棱镜按功率比分为反射光和透射光；S3：控制所述激光频率的实时稳定；S4控制所述激光功率的实时稳定。本发明将激光器的频率与功率稳定相结合，能同时实现激光器的频率与功率稳定。

摘要： 本发明涉及一种基于SERF原子磁强计的高空间分辨率心磁成像方法，包括：排布多层SERF原子磁强计阵列模块，标定多层阵列信号投影至最底层阵列的函数关系模块，计算多层阵列生成心磁图像模块。本发明提出的方法相比于基于单层排布SERF原子磁强计阵列的心磁成像方法，具有的优点是在单位面积上可以采集更多信号、传感阵列的散热效果更好、传感阵列的串扰更小、成像空间分辨率更高。

摘要： 本发明公开了一种捷联三轴磁强计两步标定方法，分别绕载体的三个旋转轴旋转捷联三轴磁强计，将捷联三轴磁强计在不同姿态下的磁场测量数据代入椭球拟合方程，使用最小二乘法求得等效零偏的估计值；再将减去等效零偏估计值的磁场测量数据分成数据量相同的两组数据集。由场模平方差测量模型构造函数链接型神经网络，利用两组数据集训练函数链接型神经网络，由训练结束后的神经网络权值获得场模平方差模型系数。由模型系数构建误差校正器对捷联三轴磁强计进行第二步标定，得到磁场测量值的校正结果。本发明可以在不提供磁场模的真值的情况下标定捷联三轴磁强计全部磁测模型参数，提高了地磁场的测量精度，且对不同水平的测量噪声具有较好的鲁棒性。

摘要： 本发明属于磁场测量技术领域，具体涉及一种三轴磁强计十字阵列的三步标量标定方法。本发明利用序列二次规划等优化算法求解椭球拟合的约束优化问题得到零偏B0j；利用线性最小二乘法求解得到qkj，由qkj计算pkj，再由pkj计算比例因子和非正交误差角；由前两步计算出的零偏、比例因子和非正交误差角得到B′j，再使用极值必要条件求出αl、βl和γl。本发明针对三轴磁强计十字阵列，能标定出所有的三轴磁强计比例因子、非正交误差角、零偏以及对准误差。这种标定方法的前两步标定算法没有数学近似因而标定精度高，相比于矢量标定方法它无需使用高精度的三维亥姆霍兹线圈，因而标定费用相对低廉。

摘要： 本发明公开了一种光泵原子磁强计检验第五种力的方法和装置，包括以下步骤：S1：入射泵浦光，极化K原子，利用原子和K原子的自旋交换碰撞来极化原子自旋磁矩；S2：利用一对亥姆霍兹线圈在原子池中心及其附近区域抵消磁场，制造出接近零磁场的区域，并在接近原子池中心施加一对补偿磁场线圈用来补偿亥姆霍兹线圈产生的磁场梯度和补偿其余的背景磁场噪声；本发明使用的原子池中的原子中的极化原子核自旋对核自旋相关的形式的第五种力是敏感的，因此K‑联合原子磁强计既可以作为量子精密测量传感器测量第五种力产生的等效磁场，又可以作为提供高密度极化核子的自旋源，简化了实验的复杂度。

摘要： 本发明提供了一种基于磁矩测定的磁通门磁强计传感器的同点性设计计算方法。磁通门磁强计通过传感器中心基准点作卫星磁场强度与磁矩的测定计算，传感器结构中心点场值被假设为被测磁性产品源点产生的感应场值,而传感器实际检测的磁场强度是传感器区域场强的体积平均；因此，传感器的结构直接影响磁体磁矩的精确测定，尤其是对近源磁矩值的测定与分析。传感器内磁芯尺寸及各磁芯间间距等结构参数是决定上述二者场值一致性的关键；特别是在不同结构传感器的引用中，对于被测磁矩，传感器结构在中心位置磁场强度的同点性将直接影响检测结果的真实可靠性。本发明能够保证磁通门磁强计传感器的同点性。有助于实现卫星可靠性。