PCB罗氏线圈电流传感器积分误差的数字补偿策略 被引量：2

1

作者 姚宇 周泽 +1 位作者 石亚飞 辛振 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期264-271,共8页

准确可靠的开关电流信息是电力电子变换器实现闭环控制、谐波抑制和短路保护的关键要素,有利于进一步提升功率器件的可靠性。PCB罗氏线圈电流传感器因其高带宽、小体积、低成本和低侵扰的特点,具有重要的研究价值和应用前景。然而,传统... 准确可靠的开关电流信息是电力电子变换器实现闭环控制、谐波抑制和短路保护的关键要素,有利于进一步提升功率器件的可靠性。PCB罗氏线圈电流传感器因其高带宽、小体积、低成本和低侵扰的特点,具有重要的研究价值和应用前景。然而,传统积分处理电路存在漂移误差与下垂误差,严重限制了PCB罗氏线圈电流传感器的测量精度。首先,本文采用复位型积分电路以避免漂移误差的持续累积,并消除下垂误差带来的影响。同时,针对复位型积分电路存在的漂移误差与偏置误差提出一种数字补偿策略,该方案采用数字信号处理器控制数模转化模块产生模拟补偿信号,并通过高速减法器消除误差,具有补偿精度高、调整方式简单的优点,可以大幅减小积分误差造成的影响;最后,基于双脉冲测试平台分别进行双脉冲、多脉冲和短路保护实验,验证了所提PCB罗氏线圈电流传感器的性能。 展开更多

关键词 PCB罗氏线圈电流传感器 误差补偿 短路保护 可靠性

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磁通负反馈空心线圈传感器特性和噪声研究 被引量：15

2

作者 符磊 林君 +2 位作者 王言章 王世隆 杨蒙蒙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1312-1318,共7页

时间域空地电磁系统可以实现大深度探测,能够探测金属沉积矿床和地热储层,其接收装置常采用空心线圈传感器,传感器的匹配方式是输出端并联阻尼电阻,该电阻可以有效地抑制线圈的时域振荡,但是增加了传感器的噪声。研制了一种基于磁通负... 时间域空地电磁系统可以实现大深度探测,能够探测金属沉积矿床和地热储层,其接收装置常采用空心线圈传感器,传感器的匹配方式是输出端并联阻尼电阻,该电阻可以有效地抑制线圈的时域振荡,但是增加了传感器的噪声。研制了一种基于磁通负反馈机制的低噪声、大面积空地接收线圈传感器,通过理论分析给出了该方法的实现原理,建立了传统匹配方式和基于磁通负反馈方式的线圈等效模型,并深入分析了2种模型下传感器的幅频特性、带宽及影响空心线圈传感器信噪比的各噪声源,给出了2种方式下使传感器处于临界阻尼状态时系统噪声的仿真结果,将两者在相同带宽下的噪声有效值指标进行对比,证明了基于磁通负反馈方式的接收线圈能够达到与传统方式接收线圈一致的性能。噪声方面,在相同的线圈结构、温度不变(27℃)、频率范围为3 dB带宽的情况下,相比传统方式信噪比提高了10.6 dB。最后,采用小线圈传感器等效模型在野外进行了噪声测量,验证了理论的正确性。 展开更多

关键词 空心线圈传感器 磁通负反馈 频率特性 噪声分析 等效模型

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罗氏线圈的频率特性分析与传感器的设计方法 被引量：47

3

作者 王宝诚 王德玉 邬伟扬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期21-27,共7页

研究了Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,在分析已有传感头信号处理方法的基础上,总结出利用终端电阻值来调整线圈的阻尼率,从而将传感头的频率响应分作三个特征区域,后继信号处理电路的设计针对各频段特性分别进行处理;文中给... 研究了Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,在分析已有传感头信号处理方法的基础上,总结出利用终端电阻值来调整线圈的阻尼率,从而将传感头的频率响应分作三个特征区域,后继信号处理电路的设计针对各频段特性分别进行处理;文中给出了一种新型结构的自积分与外积分复合式罗氏线圈积分器的设计过程和参数选取方法,在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带拓宽到线圈的自然谐振频率。仿真与实验验证了这种新型的罗氏线圈传感器可工作在从工频到高频的大带宽测量范围。 展开更多

关键词 罗氏线圈电流传感器 高频特性 阻尼比 复合积分器 测量带宽

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原油含水率检测线圈传感器的优化 被引量：1

4

作者 常丽 屈远 葛震 《计量学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期488-493,共6页

为了提高电磁电导法管外测量原油含水率线圈传感器的灵敏度，对影响灵敏度的关键参数——线圈传感器的距离进行了优化设计。在保持最优频率和电流强度不变的情况下，首先，使用ANSYS进行电磁仿真，通过比较发射线圈和屏蔽线圈在管道内... 为了提高电磁电导法管外测量原油含水率线圈传感器的灵敏度，对影响灵敏度的关键参数——线圈传感器的距离进行了优化设计。在保持最优频率和电流强度不变的情况下，首先，使用ANSYS进行电磁仿真，通过比较发射线圈和屏蔽线圈在管道内部产生的磁场强度大小确定了两线圈之间的最优距离为0．6m；然后，利用MATLAB从0．1m到1m对接收线圈上的电压进行了数据计算，结果表明0．6m处的电压值最大，最优距离使原油含水率的有用信号从0．1m或1m的0．03μV提高到了0．6m的1．27μV，使传感器的灵敏度提高了41倍；最后，实际测试了两线圈距离从0．1m至1m接收线圈上多点电压值，实验结果表明0．6m处的电压值最大，进一步证明了0．6m为两个线圈间的最优距离。 展开更多

关键词 计量学 原油含水率 电导率 管外测量 线圈传感器 距离参数优化

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地空频率域电磁系统空心线圈传感器优化设计 被引量：7

5

作者 刘长胜 刘腾 +2 位作者 任同阳 康利利 周海根 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期140-147,共8页

针对地空频率域电磁法(GAFEM)的大范围、快速探测需求,研制了一种适用于GAFEM的高灵敏度、低噪声、低质量的空心线圈传感器(ACS)。首先,根据一维正演计算了收发距10 km处的等效面积归一化响应电压,进而确定传感器灵敏度和噪声水平的指... 针对地空频率域电磁法(GAFEM)的大范围、快速探测需求,研制了一种适用于GAFEM的高灵敏度、低噪声、低质量的空心线圈传感器(ACS)。首先,根据一维正演计算了收发距10 km处的等效面积归一化响应电压,进而确定传感器灵敏度和噪声水平的指标需求;然后,建立ACS的电路等效模型,并对电路噪声进行分析计算,引进拉格朗日乘子法来优化ACS的设计参数以达到灵敏度、噪声和质量指标要求;最后,根据优化参数设计空心线圈传感器,在电磁屏蔽室对其进行测试,结果显示在噪声参考频率(100 Hz)处,优化传感器噪声为0.09 pT/Hz^(1/2),灵敏度为14.7 mV/nT,总质量为1.25 kg。野外实验表明,地面同一测点处,本文优化ACS测量的磁场幅度与AMTC-30磁棒的测量值一致;且在空中飞行中,该ACS能获得有效磁场信号。 展开更多

关键词 地空频率域电磁探测 空心线圈传感器 等效电路噪声模型 参数优化

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基于地磁线圈传感器的包络标定转速算法研究

6

作者 曹咏弘 王永芳 范锦彪 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期193-195,共3页

对用于测量弹体转速的地磁线圈传感器提出了一种基于求取包络的标定方法。由于地磁线圈传感器在地磁场中转动时的输出具有特定的规律,因此需要建立合适的算法来进行标定。首先分析了地磁线圈的输出规律,并对常用的标定方法进行了改善,... 对用于测量弹体转速的地磁线圈传感器提出了一种基于求取包络的标定方法。由于地磁线圈传感器在地磁场中转动时的输出具有特定的规律,因此需要建立合适的算法来进行标定。首先分析了地磁线圈的输出规律,并对常用的标定方法进行了改善,得到了基于地磁线圈传感器的包络标定算法。之后通过速率实验,验证了基于包络的转速标定方法的合理性。 展开更多

关键词 弹丸 测量弹体转速 地磁线圈传感器 转速标定 包络

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一种新型间隙传感器研究 被引量：3

7

作者 周文武 吴峻 李璐 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1514-1516,共3页

间隙传感器线圈电阻的温度漂移是导致传感器输出漂移的主要因素.为了抑制温度对间隙传感器的影响,设计新的传感器探头和测量电路;新的传感器探头跟现有传感器探头最大不同是在现有传感器探头的基础上增加了一个与传感器线圈完全一样的... 间隙传感器线圈电阻的温度漂移是导致传感器输出漂移的主要因素.为了抑制温度对间隙传感器的影响,设计新的传感器探头和测量电路;新的传感器探头跟现有传感器探头最大不同是在现有传感器探头的基础上增加了一个与传感器线圈完全一样的补偿线圈;并将补偿线圈和传感器线圈组成电桥测量电路.实验表明新传感器在0-80℃范围内温度漂移为0.08mm,温度稳定性好. 展开更多

关键词 间隙传感器 温度漂移补偿 电桥 补偿线圈 传感器线圈

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低噪声宽带宽感应式磁传感器 被引量：3

8

作者 尚新磊 王琳 +3 位作者 林君 符磊 王晓光 陈晨 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期3295-3301,共7页

在大深度测量时,由于传统空心线圈传感器自身空心线圈和差分放大器部分引入了噪声,致使感应式磁传感器探测灵敏度降低,无法满足地质探测深度的需要。针对此问题,通过理论分析空心线圈磁传感器中空心线圈的物理结构和前置放大电路的机理... 在大深度测量时,由于传统空心线圈传感器自身空心线圈和差分放大器部分引入了噪声,致使感应式磁传感器探测灵敏度降低,无法满足地质探测深度的需要。针对此问题,通过理论分析空心线圈磁传感器中空心线圈的物理结构和前置放大电路的机理,研究引入噪声的主要来源,建立基于结型场效应晶体管(JFET)的感应式磁传感器等效模型,提出一种低噪声宽带宽空心线圈磁传感器。同时,分析该模型下差分放大器的频域特性,给出磁传感器输入噪声的仿真结果。在屏蔽室内和野外试验对所研制的磁传感器性能进行测试。研究结果表明:该磁传感器的3 d B响应带宽达到42.3 k Hz,相比于磁传感器3D-3响应带宽增加了1倍。在输入噪声水平方面,其输入噪声在频率为10 k Hz时为1.97 n V/Hz1/2,较磁传感器3D-3信噪比提高了10.04 d B,为感应式磁传感器在实际项目应用提供了可靠的性能保障。 展开更多

关键词 大深度测量 空心线圈磁传感器 结型场效应晶体管 低噪声 带宽

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基于磁传感器组合的运动物体姿态解算 被引量：3

9

作者 陶浪舟 李凯 +2 位作者 韩焱 于明 王小飞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第12期124-126,130,共4页

姿态参数的测试是运动物体测试过程中的重要指标。针对角速度陀螺仪在高速运动中姿态角的测量误差较大,提出了基于加速度和线圈式磁传感器的姿态测量组合。线圈式磁传感器的输出值包含了载体的转速和角速度信息的综合,求出载体的角速度... 姿态参数的测试是运动物体测试过程中的重要指标。针对角速度陀螺仪在高速运动中姿态角的测量误差较大,提出了基于加速度和线圈式磁传感器的姿态测量组合。线圈式磁传感器的输出值包含了载体的转速和角速度信息的综合,求出载体的角速度信息,通过扩展的全姿态四元数算法进行数据融合和姿态解算。在三轴转台上进行半实物的仿真实验,验证算法的正确性,在解算过程中无须知道当地磁场大小,方法简单易行。 展开更多

关键词 线圈式磁传感器 姿态解算 扩展卡尔曼滤波

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便携式表面粗糙度轮廓仪传感器及测量系统设计 被引量：3

10

作者 高天国 《工具技术》 2009年第5期117-120,共4页

论述了便携式表面粗糙度轮廓仪的工作原理及设计特点。重点分析了仪器所用单线圈电感传感器的工作原理和结构。

关键词 单线圈电感传感器 便携式表面粗糙度轮廓仪 驱动箱 取样长度

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基于虚拟正交试验的磁感应测速线圈参数优化 被引量：3

11

作者 陈龙 狄长安 谢彤 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第12期14-16,共3页

为提高磁感应线圈传感器测量弹丸高速运动的动态响应性能,研究了磁感应测速线圈系统特性与线圈几何参数之间的关系。根据正交试验设计的方法,基于Ansoft仿真软件,计算出不同几何参数下线圈特性的输出,并最终确定了一组用相对最优的线圈... 为提高磁感应线圈传感器测量弹丸高速运动的动态响应性能,研究了磁感应测速线圈系统特性与线圈几何参数之间的关系。根据正交试验设计的方法,基于Ansoft仿真软件,计算出不同几何参数下线圈特性的输出,并最终确定了一组用相对最优的线圈几何参数。实验测试结果表明:优化后的磁感应线圈提高了线圈输出的信噪比和输出灵敏度,有利于提高测速精度。 展开更多

关键词 线圈传感器 速度 动态响应 正交试验设计

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瞬变/谐变一体化的大地电磁收发线圈设计 被引量：4

12

作者 吴文刚 卞雷祥 +5 位作者 何勇 陆子渊 刘又嘉 胡杰 徐展 戎晓力 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期98-107,共10页

采用瞬变电磁法和谐变电磁法仪器观测地下空间数据并进行融合处理,能够提高探测成像能力,然而现有的瞬变电磁法和谐变电磁法仪器独立成套,必须配置多套仪器分次采集。设计了一种可满足瞬变/谐变两种模式使用的小型、大带宽、高灵敏度大... 采用瞬变电磁法和谐变电磁法仪器观测地下空间数据并进行融合处理,能够提高探测成像能力,然而现有的瞬变电磁法和谐变电磁法仪器独立成套,必须配置多套仪器分次采集。设计了一种可满足瞬变/谐变两种模式使用的小型、大带宽、高灵敏度大地电磁收发线圈,为便携、浅层高分辨的瞬变/谐变一体化电磁探测系统开发奠定基础。首先,建立了空心线圈传感器等效电路模型,分析了线圈传感器的灵敏度和噪声特性,制作的传感器经过测试表明,在1125 Hz处,灵敏度为23.12 mV/nT,等效磁噪声9.27 pT/√Hz,传感器带宽1 Hz~100 kHz;然后,通过公式和有限元软件对传感线圈偏心放置时收发耦合进行了计算,确定了收发线圈组合的最佳耦合位置,计算和仿真结果与实际位置分别相差0.21%和0.17%,有效对消了发射磁场(一次场)。构建了时间域和频率域电磁法探测系统,测试表明,设计的瞬变/谐变一体化收发线圈能够满足时间域和频率域电磁法两种探测模式使用。 展开更多

关键词 瞬变电磁法 谐变电磁法 空心线圈传感器 宽频带 弱耦合

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半航空电磁接收系统的设计与应用

13

作者 王家琪 王旭红 +1 位作者 张栋 高昂 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第2期50-55,共6页

利用半航空电磁法进行勘探时,半航空电磁接收系统中线圈传感器获取的电压信号很小且易受噪声等因素干扰,无法直接采样和分析。针对上述问题,设计了一套新型的低噪声半航空电磁接收系统。该系统以双通道匹配晶体管MAT03、MAT12和低噪声... 利用半航空电磁法进行勘探时,半航空电磁接收系统中线圈传感器获取的电压信号很小且易受噪声等因素干扰,无法直接采样和分析。针对上述问题,设计了一套新型的低噪声半航空电磁接收系统。该系统以双通道匹配晶体管MAT03、MAT12和低噪声放大器AD8429为核心设计了低噪声放大电路,以运算放大器NE5532为核心设计了五阶低通滤波电路。通过仿真验证了设计电路功能的可行性,并对其进行了性能测试和野外试验。测试和试验结果表明:所设计的放大电路增益可调且噪声低于市面上的放大器,低通滤波电路抑制高频干扰效果良好。 展开更多

关键词 半航空电磁法 线圈传感器 双通道匹配晶体管 低噪声放大电路 低通滤波电路

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电磁层析成像技术在刹车盘缺陷检测中的应用 被引量：2

14

作者 岳远里 刘泽 +3 位作者 武建利 苗宇 刘向龙 崔玉鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1894-1902,共9页

针对列车刹车盘缺陷检测的实际需求,提出采用电磁层析成像技术(electromagnetic tomography,EMT)对刹车盘进行缺陷检测,检测得到的数据经过图像重建后对缺陷的位置、形状和大小等分布信息进行显示。根据列车刹车盘的结构特点,设计平板... 针对列车刹车盘缺陷检测的实际需求,提出采用电磁层析成像技术(electromagnetic tomography,EMT)对刹车盘进行缺陷检测,检测得到的数据经过图像重建后对缺陷的位置、形状和大小等分布信息进行显示。根据列车刹车盘的结构特点,设计平板型传感器线圈阵列,通过电磁场仿真软件对不同缺陷的刹车盘模型进行仿真,并使用不同算法进行缺陷成像。通过评价指标对比了不同算法的图像重建质量,仿真结果验证了电磁层析成像技术用于列车刹车盘缺陷检测的可行性;搭建了刹车盘缺陷检测的EMT实验系统,对刹车盘缺陷进行数据采集与成像实验。实验结果表明,电磁层析成像技术在高速列车刹车盘缺陷检测中具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 电磁层析成像 刹车盘缺陷检测 传感器线圈阵列 图像重建 实验系统

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基于互易原理磁感应成像中灵敏度矩阵的计算 被引量：9

15

作者 吕轶 王旭 +3 位作者 金晶晶 陈玉艳 杨丹 韩长军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期616-624,共9页

磁感应成像(MIT)是一种利用线圈传感器重建所测物体内部电导率分布的成像方法。MIT中的灵敏度矩阵为所测感应电压对物体电导率变化的函数,是反演成像的关键。基于有限元方法和互易原理,提出一种有效计算MIT灵敏度矩阵的方法,在所建立测... 磁感应成像(MIT)是一种利用线圈传感器重建所测物体内部电导率分布的成像方法。MIT中的灵敏度矩阵为所测感应电压对物体电导率变化的函数,是反演成像的关键。基于有限元方法和互易原理,提出一种有效计算MIT灵敏度矩阵的方法,在所建立测量模型基础上,运用该方法进行了实验与分析。实验结果表明,该方法可以快速求解MIT中的灵敏度矩阵,应用在高斯一步牛顿算法中可以实现图像重建,为MIT逆问题提供了更有效的解决方案。 展开更多

关键词 磁感应成像 线圈传感器 电导率 灵敏度矩阵 图像重建

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高频大电流测量 被引量：7

16

作者 徐雁 张德会 姚军 《电测与仪表》 北大核心 2007年第2期10-12,53,共4页

分析了Rogowski线圈的工作原理及其两种工作状态。针对高频大电流,设计了一套测量系统。给出了中心频率为50kHz、额定电流为600A的高频大电流试验结果。试验结果和实际运行情况表明,在10～100kHz范围内,其准确度可达0.5%。

关键词 高频 Rogowski线圈传感器 频率特性 大电流测量

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基于STM32的多通道探头阵列低频电磁检测系统研究 被引量：2

17

作者 黄平 杨理践 +1 位作者 高松巍 白石 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第9期38-42,53,共6页

针对多通道探头阵列低频电磁检测系统进行研究,阐述了低频电磁技术检测机理和组成结构,提出采用多通道感应式磁传感器检测线圈阵列作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32控制器完成多通道阵列励磁探头、激励电路、信号调理采样电路及存... 针对多通道探头阵列低频电磁检测系统进行研究,阐述了低频电磁技术检测机理和组成结构,提出采用多通道感应式磁传感器检测线圈阵列作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32控制器完成多通道阵列励磁探头、激励电路、信号调理采样电路及存储读取一体化电路模块的系统化设计。实验结果表明,该系统运行稳定,可有效规避外部杂散磁场干扰,并实时输出当前检测位置缺陷信息(幅值、相位),为低频电磁无损检测技术的进一步发展提供了优良的实验基础。 展开更多

关键词 低频电磁技术 感应式磁传感器检测线圈 多通道阵列励磁探头 幅值 相位

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基于Hilbert变换模拟弹丸转速信号的瞬时频率分析 被引量：2

18

作者 王欢 裴东兴 +1 位作者 陈昌鑫 于文松 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2018年第4期81-85,共5页

利用基于线圈式地磁传感器的转速测试系统获取了某型号弹丸的转速信号,简述了基于薄膜线圈式地磁传感器转速测试理论。依据实测弹丸转速信号特点,构造一个频率相近的模拟弹丸转速信号,并对此模拟信号利用Hilbert变换组成的复信号进一步... 利用基于线圈式地磁传感器的转速测试系统获取了某型号弹丸的转速信号,简述了基于薄膜线圈式地磁传感器转速测试理论。依据实测弹丸转速信号特点,构造一个频率相近的模拟弹丸转速信号,并对此模拟信号利用Hilbert变换组成的复信号进一步得出弹丸的瞬时频率曲线。对于瞬时频率曲线出现的端点效应,采用对模拟弹丸转速信号延拓的方法。经分析,所得模拟弹丸转速的瞬时频率曲线与对瞬时频率的估计值基本相吻合,且延拓后的瞬时频率值比延拓前的瞬时频率值更准确。对基于Hilbert变换模拟转速信号瞬时频率的求解可为实测弹丸转速信号的瞬时频率分析提供有力帮助。 展开更多

关键词 线圈式地磁传感器 弹丸转速 HILBERT变换 瞬时频率 延拓法

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电磁电导法测量原油含水率一次感应电动势处理 被引量：2

19

作者 常丽 张彪 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2017年第5期518-523,共6页

利用电磁电导法在管外测量原油含水率时,针对一次感应电动势对二次感应电动势的干扰问题,根据电磁电导原理,提出了一种由两个发射线圈和两个接收线圈构成的四线圈传感器.通过增加辅助发射和接收线圈并优化四个线圈的相对位置,抵消了一... 利用电磁电导法在管外测量原油含水率时,针对一次感应电动势对二次感应电动势的干扰问题,根据电磁电导原理,提出了一种由两个发射线圈和两个接收线圈构成的四线圈传感器.通过增加辅助发射和接收线圈并优化四个线圈的相对位置,抵消了一部分一次感应电动势,再通过信号处理分离残留的同频一次感应电动势.根据ANSYS对管道内磁场分布进行仿真分析的结果,确定了四线圈的最优位置,搭建传感器对含水率在0~100%范围内的原油进行实际测试,结果表明,一次感应电动势同频干扰得到了有效抑制. 展开更多

关键词 原油含水率 电导率 线圈传感器 同频信号 感应电动势 电磁电导法 磁场分布

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直流电机中齿谐波电势的检测方法及应用

20

作者 崔洪明 《哈尔滨电工学院学报》 CSCD 1989年第2期169-172,共4页

本文提出了一种直流电机齿谐波电势的检测方法.该方法是在直流电机极掌表面上安置一个线圈,从而检测出齿谐波电势,为直流电机工作在恶劣振动环境下提供了一个新的转速测量传感元件.试验和应用结果表明,该方法简便易行,测速准确.

关键词 直流电机 传感器线圈 转速测量

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