[發明專利]一種抑制環境共模噪音的磁電復合基磁傳感器系統

有效

• 申請號: 201710995425.4
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107884729B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 沈瑩;高俊奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01R33/06
• 分類號: G01R33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種抑制環境共模噪音的磁電復合基磁傳感器系統，其特征在于：包括兩個單軸磁電復合基磁傳感器、數據采集設備、計算機，兩個單軸磁電復合基磁傳感器分別為傳感器1和傳感器2，兩個磁電復合基磁傳感器之間的距離是10厘米，兩個磁電復合基磁傳感器同向平行放置，兩個磁電復合基磁傳感器所產生的輸出信號接入數據采集設備的輸入端，數據采集設備的輸出端與計算機相連，數據采集設備將兩個單軸磁電復合基磁傳感器輸入的模擬電壓信號轉化為數字信號并通過USB接口接入計算機中，所述抑制環境共模噪音的磁電復合基磁傳感器系統的工作原理為：通過分析出傳感器輸出噪音中環境共模噪音所占比重，并將該部分噪音去除從而得到差分噪音并通過計算得到本底噪音，從而極大降低環境噪音的影響；戶外測試時，環境中的共模噪音以及傳感器的本底噪音混合在一起，經過傳感器感知、電路放大之后被數據采集設備收集，經過信號處理手段，將共模噪音部分去除，計算得到傳感器的本底噪音；

采用所述抑制環境共模噪音的磁電復合基磁傳感器計算本底噪音的方法是，通過計算兩個傳感器的相關性，分析出傳感器輸出噪音中環境共模噪音所占比重，經過信號處理手段，將該部分環境共模噪音去除，計算得到傳感器的本底噪音，具體為，通過MATLAB程序分析兩個傳感器噪音的相關性，根據經典噪音理論模型，兩個傳感器的相關性C₁₂表示為：

式中P₁₁和P₂₂分別是傳感器1和傳感器2輸出信號的噪音能量密度，P₁₂是兩個信號的交叉噪音能量密度；

傳感器的噪音密度表示為：

其中，k＝1,2，是傳感器的本底噪音能量密度，是環境噪音的能量密度，S_k是傳感器k的傅里葉變化函數，

視P₁₁和P₂₂相等，則P₁₂表示為：

其中，G₂為傳感器2的傳遞函數，為傳感器1的傳遞函數G₁的共軛復數；

兩個信號的相關性表示為：

當兩個信號的相關性大于某一設定閾值時，基于C₁₂得出傳感器的本底噪聲為：

2.根據權利要求1所述的一種抑制環境共模噪音的磁電復合基磁傳感器系統，其特征在于：磁電復合基磁傳感器包含磁電復合材料以及電荷信號放大器，兩個磁電復合基磁傳感器所產生的輸出信號接入數據采集設備的輸入端是指兩個磁電復合基磁傳感器所產生的輸出信號經過電荷信號放大器的電路后接入數據采集設備的輸入端。

3.根據權利要求2所述的一種抑制環境共模噪音的磁電復合基磁傳感器系統，其特征在于：磁電復合材料包含磁致伸縮材料層和壓電材料層。