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磁通門式磁敏傳感器又稱為磁飽和式磁敏傳感器。它是利用某些高導磁率的軟磁性材料 (如坡莫合金）作磁芯，以其在交直流磁場作用下的磁飽和特性及法拉 電磁感應原理研制的測磁裝置。這種磁敏傳感器的 大特點是適合在零磁場附近工作的弱磁場進行測量。傳感器可作成體積小，重量輕、功耗低，既可測 T、Z，也可測ΔT、ΔZ，不受磁場梯度影響，測量的靈敏度可達 0．01 nT，且可和磁秤混合使用的磁測儀器。由于該磁測儀對資料解釋方便，故已較普遍地應用于航空、地面、測井等方面的磁法勘探工作中，在軍事上，也可用于尋找地下武器（炮彈、地雷等）和反潛。還可用于預報天然地震及空間磁測等。 磁通門式磁敏傳感器的物理基礎（ ）磁滯回線和磁飽和現(xiàn)象鐵磁性材料的靜態(tài)磁滯回線，如圖 1．35 所示。在圖中當磁化過程由完全退磁狀態(tài)開始，若磁化磁場等于零，則對應的磁感應強度也為零。隨著磁化磁場 H 的增大，磁感應強度 B 亦增大，扭曲線 OA 段所示。但當 H 增加到某 值 Hs 之后，B 就幾乎不隨 H 的增加而增強，通常將這種現(xiàn)象稱作磁飽和現(xiàn)象。開始飽和點所對應的 Bs、H。，分別稱作飽和磁感應強度和飽和磁場強度。圖 1.35 靜態(tài)磁滯回線示意圖當 H 增加到 Hs 后，如使 H 逐漸減小下來，磁感應強度也就隨之減小下來。但實踐證明， 般這種減小都不是按照 AO 所示的規(guī)律減小，而是按照 AB 所示的軌跡進行，并且當磁場 H 減小到零時，磁感應強度 B 并不等于零，也就是說磁感應強度的變化滯后于磁場 H 的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象。當 H 由 HS減小到零時，B 所保留的值 Br 被稱作 大剩磁，之所以叫 大剩磁是由于 H 從小于 Hs 的不同值減小到零，其所對應的剩磁也是不同的，但以 H 從 Hs 減小到零時所對應的剩磁 Br 大。欲使剩磁去掉，就需加 個與原磁化磁場相反的磁場，如 OC 段所示。線段 OC 即表示使磁感應強度 B 恢復到零時所需要的反向磁場強度，這 場強通常稱為矯頑力，并用 Hc 表北京中科地聯(lián)科技發(fā)展有限責任公司 Beijing zhongke science and technology development CO.,Ltd. 示。 大剩磁 Br 飽和磁感應強度 Bs 飽和磁場強度 Hs 及矯頑力 Hc 是磁性材料的四個重要參數(shù)，在設計制造磁力儀器時，必須予以重視。通常磁通門式磁敏傳感器使用軟磁性材料。所謂軟磁性材料，是指那些 Hc 小的磁性材料，特點是易去磁。軟磁性材料在儀器中是工作在周期性變化的磁場（ 般為正弦交變磁場）中的，故其磁化過程是周期性進行的，其結果便形成動態(tài)磁滯回線（它與圖 1.35 靜態(tài)磁滯回線形狀大致相同，面積比靜態(tài)磁滯回線面積大些），由于動態(tài)磁滯回線的面積等于反復磁化 周所損耗的能量，所以動態(tài)磁滯回線的形狀和大小隨磁化磁場頻率而變。在動態(tài)磁場作用下，除磁滯損耗之外，還有渦流損耗和其它損耗。這些損耗均與磁化磁場的頻率有關。磁通門式磁敏傳感器設計中所用到的磁滯回線是動態(tài)飽和磁滯回線，（即磁滯回線中 大的 條回線）。動態(tài)磁滯回線上各點對應的斜率，μd=dB/dH 叫做該點的動態(tài)導磁率。磁通門磁力儀是利用具有高導磁率的軟磁鐵芯在外磁場作用下的電磁感應現(xiàn)象測定外磁場的儀器。它的傳感器的基本原理是基于磁芯材料的非線性磁化特性。其敏感元件是由高導磁系數(shù)、易飽和材料制成的磁芯，有兩個繞組圍繞該磁芯; 個是激勵線圈，另 個則是信號線圈。在交變激勵信號 f 的磁化作用下，磁芯的導磁特性發(fā)生周期性飽和與非飽和變化，從而使圍繞在磁芯上的感應線圈感應輸出與外磁場成正比的信號，該感應信號包含 f、2f 及其它諧波成分，其中偶次諧波含有外磁場的信息，可以通過特定的檢測電路提取出來。 1.坡莫合金片的磁滯迥線特點坡莫合金與 般的鐵磁性物質比較，具有很高的導磁率(u=dB/dH)，比如***產(chǎn) IJ86 型的坡莫合金，起始導磁率 u0=150000CGSM 單位。很小的矯頑磁力(Hc)和很小的飽和磁場(Hs)，因此坡莫合金的磁滯回線窄而且陡，但是 般的鐵磁性物質的磁滯回線寬而且緩，如圖 3 l 和 3 2 所示。北京中科地聯(lián)科技發(fā)展有限責任公司 Beijing zhongke science and technology development CO.,Ltd. 分析坡莫合金的磁滯迥線可以知道，當外磁場有微弱變化時候，就會引起磁感 B 的顯著變化，可以說磁感應強度 B 對外磁場 H 的變化有放大的作用，或者說坡莫合金對外磁場感覺靈敏。由于坡莫合金磁滯迥線所包含的面積很小，可以近似地看成 條曲線，B 隨 H 的變化特點就與 般鐵磁性物質所表現(xiàn)者有所不同了。 2.偶次諧波的產(chǎn)生在無外磁場狀況下，當初 線圈中供 個交流電壓 E=Em*COSwt 時，則在坡莫合金中將產(chǎn)生 個交變磁場表達式如下: H= Hmcoswt 其中 Hm>Hs 飽和磁場由于 H 隨時間變化將引起 B 隨時間變化，當 HsBm 的這段時間也相等。從 B 曲線來看，相當于 段失真的正弦曲線。此曲線可以看成由基波和三次諧波合成。如圖 3 3 所示。