摘要
随着人类探测资源空间的不断拓展，研究人员对磁传感器的要求也越来越高。但是，探测与开发资源的载体要求磁传感器具有体积小、矢量性好以及精度高等特点。现阶段，暂时没有能够完全满足上述测量需求的磁矢量传感器。因此，本文提出了在现有磁传感器的基础上通过增加磁通集聚器结构来提高磁矢量传感器的精度。 本文对磁通集聚器集聚磁场理论进行研究，提出了磁通集聚器结构的设计原则，并利用ANSYS有限元仿真软件针对不同形状磁通集聚器的二维及三维结构进行仿真分析，分析得到T形磁通集聚器对外部磁场的放大倍数最大，二维及三维结构对外部磁场放大倍数分别为5.6倍、22.5倍；然后针对影响磁通集聚器集聚磁场的影响因素进行了分析，得到材料磁导率、长宽比、内外宽之比、内外长之比与外部磁场的放大倍数分别呈对数关系、非线性关系、线性关系、非线性关系，与结构间隙长度呈反比关系。然后，再对T形磁通集聚器的矢量选择性、磁场分布特性进行仿真分析。以ansys理论仿真为基础，对磁通集聚器的宏观以及微观结构进行制备，对宏观磁通集聚器进行磁场测试，分别测试了磁通集聚器材料的磁化特性、结构轴向磁场的放大特性、轴向磁场放大特性的影响因素、轴向放大磁场的线性工作范围以及磁场的矢量选择性。在三种不同形状的磁通集聚器中，T形磁通集聚器对外部磁场的放大倍数最大，其对外部磁场的放大倍数是21.8倍，而其线性工作范围最小；磁力线在从磁通集聚器一端到另一端流动的过程中产生了磁通泄漏现象；磁通集聚结构的长宽之比越大，该结构对外部磁场的放大特性越好，结构间隙宽度越小对磁场的放大倍数越大，结构厚度对其影响不大，磁通集聚器具有良好的矢量选择性。该研究能够为磁通集聚器结构设计及优化方面提供一定的参考价值。
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