基于DSP的JPM-1型质子磁力仪研制

为提高传统质子磁力仪综合性能, 同时为研制Overhauser磁力仪提供参考依据, 设计了基于数字信号处理器（DSP: Digital Signal Processor）TMS320F2812研制的JPM-1型质子磁力仪。该磁力仪以DSP为核心实现质子旋进信号的采集和处理, 采用基于DSP的软件过零数频算法计算旋进信号频率。分析了探头初始信号强度, 并通过建立仪器噪声模型分析了仪器噪声。野外测试结果表明, 该磁力仪探头信号初始幅度约为0.4 μV, 初始信噪比为32 ∶1, 灵敏度为0.27 nT。     

OVERHAUSER磁力仪灵敏度表征方法研究

为评价OVERHAUSER 磁力仪的综合性能, 同时为质子磁力仪的研发提供理论指导, 研究了灵敏度在时域和频域的表征方法, 并在理论上证明了两种表征方法本质上的一致性; 分析了采样率对灵敏度的影响; 设计实验标定了JPM鄄2 型质子磁力仪的灵敏度。实验结果表明, JPM鄄2 型质子磁力仪灵敏度时域表征为0. 18 nT,频域表征为0. 32 nT/ Hz@0. 1 Hz, 得到了测量数据日变分量、噪声分量的频域分布图。     

质子磁力仪及其标定信号源的研究

简要的论述了地质仪器的概念,介绍了质子磁力仪的工作原理及其特点,并且研究了系列质子磁力仪测程标定信号源,提出其存在的问题以及解决问题的方法,给出来新的标定信号源的方案,为质子磁力仪的改进提供新的思路.     

低功耗磁通门磁力仪的研究

采用间歇脉冲电压激励并使传感器在临界饱和状态下工作的磁通门磁力仪具有低功耗的特点，在检波和放大电路上采用同步解调和深度负反馈技术，改善了磁力仪的性能。     

磁通门磁力仪中的时钟电路设计

磁通门磁力仪中的时钟电路是以单片机MSP430为核心,协调控制电源模块、时钟电路模块、数据通讯模块以及人机交互功能模块。详细分析了各功能模块设计的原理电路,测试结果表明,该时钟电路能正常工作,可以准确显示年、月、日、时、分、秒,且可将数据通过USB在PC上显示。     

高温RF SQUID磁力仪射频振荡器

为了提高高温射频超导量子干涉器(RF SQUID:Radio-Frequency Superconducting Quantum Interference Device)磁力仪的磁场灵敏度和稳定性,设计了提供超导量子干涉器谐振回路偏置信号的射频振荡器。该振荡器采用频率连续可调的压控振荡器作为信号源,结合射频信号衰减电路产生SQUID器件所需功率的振荡信号。实验结果表明,该振荡器能产生549.75～947 MHz连续可调的射频信号,信号功率最低可达-98.97 dBm,满足SQUID器件的工作要求。     

新型磁力仪展望

对磁力仪未来发展进行了展望。重点介绍了:1.光泵磁力仪及其光源和共振元素的选择与设计2.超导技术的进步推动了超导量子干涉磁力仪的发展3.对处于研究、探索阶段的原子磁力仪进行了关注。     

基于MSP430的质子旋进式磁力仪设计

针对国产的磁力仪功耗大,稳定性较差,精度较低(±1 nT)的问题,采用超低功耗单片机MSP430F149,设计了基于MSP430的质子旋进式磁力仪。给出了质子旋进磁力仪的工作原理及系统的硬件框图,对质子旋进信号的配谐和放大作出了说明,设计了对信号分频测量其周期的高精度间接测磁方法,指出了单片机软件开发的要点。与CZM-2型质子旋进式磁力仪相比,该设计功耗低,稳定性强,精度较高,野外实测待机电流0.8 mA,最大误差0.5 nT。     

光泵磁力仪中磁共振光学检测方法研究

在光泵磁力仪中,直接检测塞曼能级跃迁时的信噪比非常低,而采用磁共振光学检测技术,可把对微波量子的检测变换到对能量较微波量子大数万倍的光子的检测上,可大幅度得提高检测信号的信噪比.为此,针对光泵磁力仪中磁共振的光学检测方法进行了研究,论述了吸收室透明度检测法、正交光束检测法、自旋交换碰撞法和调制泵浦光法的基本原理及实验装...     

PCF8563在大地电磁探深测深仪中的应用

为了解决MT测深仪在GPS配件损坏或GPS信号较差情况下不能工作或采集时间记录出现紊乱的问题,给出了利用GPS(global positioning system)和RTC(real-time clock)解决的方案,并在自主研发的长周期MT测深仪CLP中进行了实施。介绍了系统设计思路与电路的设计原理、主要程序设计算法,给出了野外测量结果,对结果进行了分析,分析结果说明该仪器的基于GPS和RTC的时钟功能可胜任大地电磁测深工作要求。     

640×512 InGaAs探测器低噪声采集系统设计

针对640×512 InGaAs探测器工作原理和输出信号特点,从低噪声角度出发,设计了由探测器驱动电路、信号缓冲电路、单端转差分电路、差分放大电路、模数转换电路、FPGA时序控制电路构成的InGaAs探测器低噪声采集系统。着重解决了在满足驱动的条件下降低系统噪声,对提供精密偏置电压、温控电路和输出信号处理过程给出了详细的设计思想和实现方法。试验结果表明,系统工作正常并获得了良好的噪声特性,整个采集系统暗电平等效均方根(RMS)噪声低于0.3 mV。     

640X512InGaAs探测器低噪声采集系统设计

针对640?512 InGaAs探测器工作原理和输出信号特点,从低噪声角度出发,设计了由探测器驱动电路、信号缓冲电路、单端转差分电路、差分放大电路、模数转换电路、FPGA时序控制电路构成的InGaAs探测器低噪声采集系统。着重解决了在满足驱动的条件下降低系统噪声,对提供精密偏置电压、温控电路和输出信号处理过程给出了详细的设计思想和实现方法。试验结果表明,系统工作正常并获得了良好的噪声特性,整个采集系统暗电平等效均方根(RMS)噪声低于0.3mV。     

基于方位传感的地下管线探测系统的研制

介绍一种适于非开挖地下管道的三维形状探测系统,该系统主要由以重力加速度计、磁强计、定心机构组成的传感头、计程机构、控制电路及上位机控制系统组成.传感头在管道内拖动过程中,在每个采样点处通过传感器采集该采样点处的方向角信息,然后结合计程机构所获得的采样点间的间距,可以得到管道相应位置的三维坐标及管道轴线的空间形状.该管道探测系统在管道位置深度的重复测量精度可达到±5%.     

基于labview的磁场数据采集和储存系统

研究了一种应用于弱磁探测仪器的可视化磁场数据采集系统．该系统可以采集磁通门或原子磁强计等弱磁探头的磁场信号数据，可以实现数据处理和可视化显示，数据可以任意储存和调取，方便以后的数据处理和分析．     

基于高速微弱光电探测相关技术的浅析

高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛,如何在噪声环境中检测出所需信号是一个难点。首先对光电探测器主要部分(光电二极管与放大器)的参数进行分析,然后分析了光电二极管输出信噪比,得出提高光电探测灵敏度关键在于选择恰当的器件以及设计合理的放大电路。通过搭建具体的实验电路,经过测试,该电路在工作波长为1 550 nm脉冲信号,传输速率为2.5 Gb/s条件下,误码率为10-12时,探测器灵敏度可达到-24.8 dBm,实现了高速微弱信号的探测。     

角位移和线位移圆度误差分离技术的比对分析

分析了采用角位移三点法和线位移三点法测量工件圆度误差时，两种方法权函数的频域特性：谐波抑制特性、测量系统权函数总体特点性对噪声的敏感特性。结果表明，角位移三点法存在0阶、1阶谐波抑制，且该测量系统的权函数有高通特性，这些特性不利于提高属于低频信号范围的圆度误差的测量精度，但有助于抑制测量噪声对圆度误差分离精度的影响。