恭喜湖南五維地質科技有限公司陳興朋獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜湖南五維地質科技有限公司申請的專利一種感應式磁傳感器優化設計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN113985326B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111243559.3,技術領域涉及:G01R33/02;該發明授權一種感應式磁傳感器優化設計方法是由陳興朋;杜政;龍霞;韋洪蘭;王威;薛軍平;王亮;周勝;薛文韜;席振銖設計研發完成,并于2021-10-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種感應式磁傳感器優化設計方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種感應式磁傳感器優化設計方法,首先提出設計要求的質量、長度與目標噪聲水平,然后對感應式磁傳感器噪聲進行系統分析,根據質量因子分配磁芯與繞線的質量,然后根據磁芯長徑比m和磁芯材料初始磁導率μr,對磁芯進行設計優化,最后對繞線進行優化設計,得到最佳導線直徑和最佳線圈繞組匝數nopt,最終得到理論情況下感應式磁傳感器的最優化設計方案。該方法通過對感應式磁傳感器的噪聲進行深入系統性分析,從傳感器磁芯設計和線圈設計兩個角度出發,建立數學模型,對設計所需各項參數進行數值計算,使用計算結果制作感應式磁傳感器。該優化設計方法的計算過程簡單,極大的縮短了研制時間,降低了研發成本,具有良好的實用性。
本發明授權一種感應式磁傳感器優化設計方法在權利要求書中公布了:1.一種感應式磁傳感器優化設計方法,其特征在于,包括以下步驟:S1、給定設計條件:長度、質量和目標頻率噪聲水平;S2、對感應式磁傳感器噪聲進行系統分析;S3、根據質量因子分配磁芯與導線質量;S4、對感應式磁傳感器磁芯的長徑比m和材料初始磁導率μr進行優化設計,優化過程為:感應式磁傳感器的總噪聲NL為: 其中 式中,ω=2πf;n為繞線匝數;S為橫截面面積;kb為玻爾茲曼常數;T為開氏溫度;di為線圈內徑;dw為導線直徑;en為前置放大器輸入端的電壓噪聲;in為前置放大器輸入端的電流噪聲;R為線圈的電阻值;C為線圈分布電容;L為線圈的電感;f為感應磁場的頻率;對m求二階導數,NL″=0,得到磁芯的長徑比m,對μr求一階導數,NL′=0,得到材料初始磁導率μr;S5、對感應式磁傳感器的繞線進行優化設計,得到最佳導線直徑和最佳線圈繞組匝數nopt;步驟S3所述根據質量因子分配磁芯與導線質量和S5所述最佳導線直徑的計算方法為:定義一個質量因子q,q的值等于線圈質量Ww和磁芯質量WC的比值;感應式磁傳感器的總噪聲NL用質量因子q表示為: 式中,Ww為線圈質量,f為感應磁場的頻率,E為與磁芯和線圈相關的常數;對q求一階導數,令NL'=0,得到的極小值,即為最佳質量因子qopt;感應式磁傳感器的總噪聲NL用dw表示為: 式中,δc為磁芯的平均密度;對dw求二階階導數,令NL”=0,求得解當時,導線直徑的增大對噪聲水平的影響變小,得到最佳導線直徑所述最佳線圈繞組匝數nopt的計算方法為:根據S3確定磁芯直徑、長度和材料,則能夠確定磁芯質量WC,計算最佳線圈質量 根據最佳線圈質量和最佳導線直徑計算最佳線圈繞組匝數nopt;S6、驗證是否滿足所有的目標條件:如果滿足,執行S7;如果不滿足,重新執行S4和S5;S7、得到理論情況下感應式磁傳感器的最優化設計方案。
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