微弱磁场矢量三维空间分布测量系统

赵帅; 杨家驹; 梁施航; 吕秋桦; 马思妍; 马晴; 崔艺蕊; 黄丽媛; 刘海波

doi:10.19292/j.cnki.jdxxp.2025.05.016

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (05) : 953 -959. DOI: 10.19292/j.cnki.jdxxp.2025.05.016

微弱磁场矢量三维空间分布测量系统

赵帅, 杨家驹, 梁施航, 吕秋桦, 马思妍, 马晴, 崔艺蕊, 黄丽媛, 刘海波

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摘要

针对磁测量技术高精度、高分辨率的需求及弱磁测量技术性能指标的提升问题，基于磁通电磁感应原理，利用集成磁通门芯片，设计了一种可用于微弱磁场三维矢量场的传感器组件结构。研究了微弱磁场发生装置的线圈电流、温度、环境电路对微弱磁场的影响。利用Ansys仿真软件分析计算了磁场线圈的三维分布特性，确定了随机空间测试点的磁场强度和方向。利用COMSOL物理场计算软件进行了线圈电流热耗散的分析。实验结果表明，测试数据与仿真结果基本一致，从而确定了微弱磁场发生装置的激励电流条件。同时，精确测量了不同经纬度地磁场的磁场矢量分布和变化。实现了任意闭合曲线的矢量20 000个空间点的磁矢量积分，从而在实验上验证了静磁场的旋度定理。