基于磁通负反馈结构的高灵敏度感应式磁场传感器研制

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• 责任者：朱万华^c中国科学院电子学研究所电磁辐射与探测技术重点实验室^d1982^f助理研究员 ; 底青云^c中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室 ; 刘雷松 ; 闫彬 ; 刘凯 ; 方广有
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2013
• 卷期：56^b11
• 页码：3683～3689
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c参22插图
• 文摘期号：2014/04

摘要

感应式磁场传感器广泛应用于地球物理电磁勘探仪器，但也是阻碍我国地球物理电磁勘探仪器装备研发和推广应用的瓶颈技术。在我国SinoProbe计划中“地面电磁探测(SEP)系统”项目支持下，我们研制出用于大地电磁测深(the Magnetotellurics MT)方法的高灵敏度磁场传感器。研制过程中，采用磁通负反馈技术，增强传感器系统工作稳定性；采用斩波稳零放大电路技术，有效降低低频1/f噪声对传感器灵敏度的影响；采用高磁导率合金材料，增加磁场传感器的灵敏度。最终，MT磁场传感器工作频率范围为1 mHZ～1 kHZ，噪声水平0.1 HZ时为1.5 pT/HZ；1 HZ时为0.15 pT/HZ；10 HZ时为0.03 pT/HZ；长度96 cm，重量≤6 kg。理论和测试结果表明：与同类产品比较，该文研制的感应式磁场传感器在≥10 HZ时，平均噪声水平从150 fT/HZ，下降至30 fT/HZ，噪声水平更优，测量精度更高，能够更好地满足MT方法的需求。