基于超导测量技术的重力梯度仪工程样机研制技术报告

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中文摘要：过去两年中，课题从两条主线出发来提高超导重力梯度仪的动态性能。第一，创新敏感探头设计以增加仪器自身抑制环境干扰的能力；第二，研究多种外部环境噪声的抑制技术。课题在这两方面均并取得重要进展。首先，通过采用具有正刚度和负刚度的超导悬浮线圈组合的方法，研制了新型超导磁力弹簧振子。利用这种方式可以将弹簧振子的固有频率从大于10Hz调节至2.4Hz。这种创新设计已经在超导加速度计中得到实验验证，加速度计的噪声水平最低达到了0.3ugal/√Hz。更为重要的是，我们可以利用该技术设计具有低差模固有频率、高共差模刚度比的新型超导重力梯度仪敏感探头来提高仪器的动态性能。目前新型超导重力梯度仪敏感探头已设计和集成完毕，即将开展低温测试。同时，本研究在共模噪声抑制方面取得进展。共模噪声是现阶段的主导噪声。通过系统的理论分析，我们提出了新的共模噪声抑制新方法，并进行了实验验证。在该方法中，通过调节超导线圈的电流来补偿敏感探头的不匹配，并以弹簧振子特征频率作为判断依据。经调节后，仪器的共模抑制比达到90dB,提高近3个量级，梯度测量噪声降低至2E/√Hz。共模噪声得到抑制后，交叉耦合噪声和温度涨落噪声将成为主导噪声。因此课题在这两方面开展了系统的研究。目前已完成磁场交叉耦合系数的测试以及交叉耦合噪声综合测试装置的设计与搭建，另外完成了用于温度控制的高分辨测温系统的研制。

报告作者：

刘向东、刘习凯、马东、张露

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作者单位：

华中科技大学

关键词：

敏感探头研制共模抑制调节交叉耦合测试测试装置研制

全文页数：

报告类型：

其他

编制时间：

2019-05-31

立项年：

2017