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氦光泵磁力仪的信号检测技术研究

作　者: 张振宇
导　师: 程德福
学　校: 吉林大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 氦光泵磁力仪磁共振信号检测闭环回路
分类号: TH763.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 250次
引　用: 2次
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内容摘要

光泵磁力仪是从20世纪50年代发展起来的一种高灵敏度的磁测设备,它是以元素原子的能级在磁场中产生塞曼效应为基础,利用光泵作用和磁共振技术研制而成的。目前在宇宙空间磁测、地球物理研究、军事国防、矿藏探测等方面均获得广泛应用。光泵磁力仪在地磁场测量方面的应用前景是不容忽视的,继质子磁力仪之后出现的光泵磁力仪灵敏度非常高,它既可用来测量磁场的总强度,又可用来测量磁场的梯度,测量时无零点漂移,不需严格定向,基于光泵磁力仪的这些优点,自其问世以来,立即引起世界各国的普遍重视,至今已研制成功了多种类型的光泵磁测设备,目前正处于深入探索及扩大使用阶段。本文以氦光泵磁力仪信号的检测控制为研究对象,论述了氦光泵磁力仪的原子物理学原理,同时系统地研究了氦光泵磁力仪的信号检测技术,针对利用二倍频误差信号实现快速跟踪的检测控制方法,给出了整体结构框图,并在此基础上详细分析其工作原理,进而利用该方法设计并制作了氦光泵磁力仪检测控制闭环回路系统,通过对系统中各模块进行测试,给出了相应的测试数据,并对测试结果进行了分析,实验结果达到预期的设计要求,验证了系统设计方案的可行性。

全文目录

内容提要  4-7
第1章绪论  7-10
  1.1 课题研究意义  7-8
  1.2 氦光泵磁力仪的国内外发展现状  8-9
    1.2.1 国内发展现状  8
    1.2.2 国外发展现状  8-9
  1.3 本论文主要研究内容  9-10
第2章氦光泵磁力仪的原子物理学原理  10-14
  2.1 氦光泵磁力仪原子物理学的相关术语解释  10
  2.2 氦光泵磁力仪的原子物理学原理  10-12
  2.3 氦光泵磁力仪探头的结构及工作机制  12-14
第3章氦光泵磁力仪信号检测方法的对比与分析  14-18
  3.1 跟踪式氦光泵磁力仪传统的检测控制回路分析  14-15
  3.2 利用二倍频信号实现快速跟踪的氦光泵磁力仪检测控制回路分析  15-18
第4章氦光泵磁力仪检测控制回路的设计  18-35
  4.1 系统方案和指标  18-19
  4.2 前置放大器  19
  4.3 幅值控制器  19-20
  4.4 选频器  20-23
  4.5 二倍频和基频信号处理电路及相敏检波器  23-24
  4.6 幅值鉴别器  24-26
  4.7 选通控制器  26
  4.8 调制信号发生器  26-27
  4.9 可控积分器  27-28
  4.10 压控振荡器  28-29
  4.11 预置分频器  29-30
  4.12 磁场计数单元  30-31
  4.13 高频激发振荡器  31-32
  4.14 单片机系统  32-35
    4.14.1 单片机最小系统  32-33
    4.14.2 液晶、键盘及I/O 口扩展  33
    4.14.3 存储器扩展  33-34
    4.14.4 通信电路  34-35
第5章系统测试结果与分析  35-42
  5.1 高频激发振荡器、调制信号发生器及预置分频器的测试  35-37
  5.2 二倍频误差信号在闭环回路中的测试  37-38
  5.3 基频调制信号在闭环回路中的测试  38-40
  5.4 磁场计数单元的测试  40-42
第6章全文总结  42-44
  6.1 工作成果总结  42-43
  6.2 进一步工作的讨论  43-44
参考文献  44-46
致谢  46-47
摘要  47-49
Abstract  49-50

氦光泵磁力仪的信号检测技术研究

内容摘要

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