CZJ-2井中质子磁力仪
●测量地磁场总场绝对值
●量程30000nT-70000nT，国内适用
●分辨率0.01nT，高于普通质子磁力仪十倍
●绝对精度±5nT，“井中高精度磁测”首选
●梯度容限20000nT/m，适用于有较强磁性的钻孔测井工作
●测井深度不小于2000米，可用于深井高精度磁测研究
●多种测量模式，兼顾测量精度和测井效率
●测井数据容量和工作时长不受限制，极有利于野外测井
●配备日变改正软件，方便测井数据预处理
应用领域
由于CZJ-2井中质子磁力仪具有磁测精度高、分辨力强、探测深度大等优点，辅以地面质子磁力仪，可开展三维磁法勘探工作，尤其适用于“危机矿山”采空区底部或旁侧矿床的勘探、定位和预测。还可应用于以下领域：
●磁性矿产勘查，特别适用于具有弱磁性的多金属矿产；
●油气田、深部地质构造研究、地层磁性划分；
●井中地磁基点的长期或定期观测；
●地震预报研究。
主要特点
◆采用动态极化激发质子旋进技术，磁测精度和分辨率高；
◆适应深井测量的要求，井下机可在2000米深度测量地磁总场值；
◆仪器易于操作，并具有较高的采样率，大大提高了磁测工作效率；
◆仪器的磁梯度容限值大，适用于磁梯度较大的钻孔开展测井工作；
◆仪器具有较强的抗干扰能力，井下机对方向性不敏感，适应恶劣的
井下环境；
◆仪器具有信号质量监测功能，操作员可随时依据读数状态信息判断数据质量好坏；
◆井上机实时显示磁测井曲线和数据，定时自动/手动存储数据，操作简单，且数据容量和测量时长没有限制；
◆仪器具有四种测量模式，满足绝大部分磁测井工作需求；
◆随机所配日变改正软件可接收CZM-4或5型质子磁力仪观测的日变数据、自动平滑去噪，并对磁测井数据进行日变改正、绘制测井曲线，方便用户对磁测井效果进行现场评估；
◆井上机箱体采用进口外壳，机箱内部恒压，抗冲击抗震动，高强度材料，不怕磕碰，非常适用于野外作业环境。
技术指标
★测程范围：30000nT-70000nT
★分辨率：0.01nT
★观测绝对精度：±5nT
★采样周期：1-86400s，步进间隔1s
★梯度容限：20000nT/m
★测井深度：不小于2000米
★井下机工作温度：0℃～85℃
★井上机工作温度：-10℃～50℃
★井下机工作压力：30MPa
★井下机外形尺寸：Φ42mm*1500mm（直径*长度）
★工作电源：AC 220V@50/60Hz
工作模式
■手动点测：在每个测点井下机静止不动，测量读数完毕后再移动的手控测量方式。该模式主要用于磁测有异常的井段的复查工作；
■自动连测：随着井下机缓慢匀速地向上提升，每隔预定的测点间距，仪器自动测量一次地磁场值。这也是井中磁测最常用的测量模式；
■基点观测：井下机放置于井中某一深度静止不动，按照预定测量周期进行长时间地磁场变化观测。这是一种仅适用于基站长期观测日变的测量模式，为基站长期观测地磁变化提供了便利条件；
■连续初测：随着井下机较快速地向上提升，每隔预定的测量周期，仪器自动测量一次地磁场值，同时读取测点深度数据。该模式比“自动连测”模式测量精度低，但测量效率高，可快速发现磁异常井段。
仪器成套性
▲井上机
▲井下机
▲配套使用重庆地质仪器厂的2000米电缆电动绞车及其控制器
▲配套使用的日变观测仪器
CZM-4质子磁力仪
CZM-5质子磁力仪
CZJ-2井中质子磁力仪系统控制和数据采集软件界面
在江西某铀矿2860米科研深钻实测的ΔT测井曲线
在安徽庐江枞阳盆地3000米科研深钻实测的ΔT测井曲线
第8章磁电式传感器 一、单项选择题 1、下列不属于霍尔元件基本特性参数的是（）。 A. 控制极内阻 B. 不等位电阻 C. 寄生直流电动势 D. 零点残余电压 2、制造霍尔元件的半导体材料中，目前用的较多的是锗、锑化铟、 砷化铟，其原因是这些（）。 A．半导体材料的霍尔常数比金属的大 B．半导体中电子迁移率比空穴高 C．半导体材料的电子迁移率比较大 D．N型半导体材料较适宜制造灵敏度较高的霍尔元件 3、磁电式传感器测量电路中引入积分电路是为了测量（）。 A．位移B．速度 C．加速度 D．光强 4、为了提高磁电式加速度传感器的频响范围，一般通过下面哪个措施来实现（）。
A．减小弹簧片的刚度 B. 增加磁铁的质量 C. 减小系统的阻尼力 D. 提高磁感应强度 5、磁电式传感器测量电路中引入微分电路是为了测量（） A．位移B．速度 C．加速度 D．光强 6、霍尔电势与（）成反比 A．激励电流 B．磁感应强度 C．霍尔器件宽度 D．霍尔器件长度7、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（） A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上 B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀C．周围环境温度变化 D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配 二、多项选择题
三、填空题 1、通过将被测量转换为电信号的传感器称为磁电式传感器。 2、磁电作用主要分为和两种情况。 3、磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出的原理进行工作的。 4、磁电感应式传感器是以原理为基础的。 5、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，这一现象被称为。 6、霍尔效应的产生是由于运动电荷受作用的结果。 7、霍尔元件的灵敏度与和有关。 8、霍尔元件的零位误差主要包括和。 9、磁电式传感器是半导体传感器，是基于的一类传感器。 10、磁电式传感器是利用原理将运动速度转换成信号输出。 11、磁电式传感器有温度误差，通常用分路进行补偿。
常用压力传感器原理分析 振膜式谐振压力传感器 振膜式压力传感器结构如图(a)所示。振膜为一个平膜片，且与环形壳体做成整体结构，它和基座构成密封的压力测量室，被测压力 p经过导压管进入压力测量室内。参考压力室可以通大气用于测量表压，也可以抽成真空测量绝压。装于基座顶部的电磁线圈作为激振源给膜片提供激振力，当激振 频率与膜片固有频率一致时，膜片产生谐振。没有压力时，膜片是平的，其谐振频率为 f0；当有压力作用时，膜片受力变形，其张紧力增加，则相应的谐振频率也随之增加，频率随压力变化且为单值函数关系。 在膜片上粘贴有应变片，它可以输出一个与谐振频率相同的信号。此信号经放大器放大后，再反馈给激振线圈以维持膜片的连续振动，构成一个闭环正反馈自激振荡系统。如图(b)所示 压电式压力传感器 某些电介质沿着某一个方向受力而发生机械变形(压缩或伸长)时，其内部将发生极化现象，而在其某些表面上会产生电荷。当外力去掉后，它又会重新回到不带电 的状态，此现象称为“压电效应”。常用的压电材料有天然的压电晶体(如石英晶体)和压电陶瓷(如钛酸钡)两大类，它们的压电机理并不相同，压电陶瓷是人造 多晶体，压电常数比石英晶体高，但机械性能和稳定性不如石英晶体好。它们都具有较好特性，均是较理想的压电材料。 压电式压力传感器是利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号的。由压电材料制成的压电元件受到压力作用时产生的电荷量与作用力之间呈线性关系： Q=kSp 式中 Q为电荷量；k为压电常数；S为作用面积；p为压力。通过测量电荷量可知被测压力大小。 图1为一种压电式压力传感器的结构示意图。压电元件夹于两个弹性膜片之间，压电元件的一个侧面与膜片接触并接地，另一侧面通过引线将电荷量引出。被测压力 均匀作用在膜片上，使压电元件受力而产生电荷。电荷量一般用电荷放大器或电压放大器放大，转换为电压或电流输出，输出信号与被测压力值相对应。 除在校准用的标准压力传感器或高精度压力传感器中采用石英晶体做压电元件外，一般压电式压力传感器的压电元件材料多为压电陶瓷，也有用高分子材料(如聚偏二氟乙稀)或复合材料的合成膜的。
井中质子磁力仪与高精度井中磁测方法技术 雷振英米宏泽 （中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所） 一、井中高精度质子磁力仪研制 1、研制工作主要进展 在中国地质调查局的项目支持下，研制成功我国首台井中高精度质子磁力仪，为开展中弱磁性井中高精度磁测方法技术研究提供了技术支撑。主要取得以下研究进展： （1）研制成功高精度小口径（Φ<45mm）井中质子磁力仪传感器，解决了传感器的尺寸小型化、高精度测量、封装材料及其防水性结构等技术问题。 （2）研制开发了井中仪器磁测电路，包括探头的极化电路、调谐电路、放大电路、锁相环等，以及单片机为核心控制各部分工作的逻辑电路。 （3）采用先进的单片机技术，研制了地面控制采集器，解决了与井中仪器进行数据传输及仪器控制等技术问题。 （4）采用无磁的玻璃钢和钛钢外管材料，研制了适用于小口径深孔磁测的井中仪器结构。 研制的CZJ-1井中质子磁力仪（图1）是利用氢质子磁矩在地磁场中自由旋进的原理制成的高灵敏度弱磁测量装置，主要应用于井中地球磁场总向量的观测，是中弱磁性矿体勘查的有力工具。 CZJ-1井中质子磁力仪的特点是：高分辨率、全量程自动调谐、点阵式LCD 现场显示观测数据和曲线，数据自动记录和存储，全中文菜单，可与电脑串接进行数据处理。操作简单、结构合理、体积小、重量轻、抗干扰能力强、耗电量小、工作稳定可靠。 CZJ-1井中高精度质子磁力仪研制成功，为我国中—弱磁性矿区开展井中磁测找矿提供了可用设备，填补了我国在这一领域的空白。 2、仪器主要技术指标
CZJ-1井中质子磁力仪的主要技术参数: ①磁场测量范围：30000nT—70000nT； ②分辨率：0.1nT ； ③磁场测量精度：≤±5nT；总场绝对强度50000nT时±5nT； ④梯度允许范围：≤5000nT/m ⑤环境温度：-15℃～+50℃； ⑥环境湿度：≤95%（25℃）； ⑦数据存储量：日变方式：不少于45h（在典型读数间隔为10秒时），点测方式：不少于8000个点； ⑧主机电源：锂离子电池：12.8V～16.8V/5 Ah，连续工作不少于17h（日变方式下，典型读数间隔为10s时）。探头电源：锂离子电池：18V～25.2V/2.2 Ah，连续读数不少于2200次； ⑨主机外形尺寸：（长×宽×高）：220mm×90mm×200mm； ⑩主机重量：约2Kg；探头外形尺寸及重量：φ46 mm×1620mm，4Kg。 图1 CZJ-1井中高精度质子磁力仪 3、仪器性能测试 仪器经过中国计量科学研究院测试，各项性能指标和功能达到设计要求。在
高精度磁法勘探 一、出队前的生产准备 包括对生产设计和高精度磁测规范的学习；对磁法仪器和测量仪器的准备，保证各种仪器性能良好；生产用GPS、地形图、地质图、1/5万航磁图；还有对野外或室内生产材料的准备等，野外主要有红布（设立测量标志）、木桩（埋石）、记号笔、铅笔、圆珠笔、小刀、记录本等，室内主要有笔记本电脑、打印机、打印纸、大的方格厘米纸、三角板、铅笔、彩色铅笔等。只有准备工作做充分了，才能保证野外顺利的开展工作。 二、仪器性能校验 到野外后在工作现场进行，共校验两次，野外开工前和工作结束后各一次。在校验之前要把仪器编上号（或使用仪器出厂时本身的编号，不要搞乱）。 1、磁力仪噪声水平的测定 选择一处磁场平稳而又不受人文干扰影响的地区（驻地附近）进行。各仪器间的距离要在20米以上，避免探头磁化时互相影响，然后使所有仪器同时作日变测量，观测时各仪器达到秒一级同步。取100个左右的观测值按公式计算每台仪器的噪声均方根值S。公式见规范。 2、仪器一致性校验 观测点不少于50个，其中少数点要处于较强的异常场上（大于5倍的均方误差），全部仪器做往返观测。有一台仪器作日变观测，
对其他仪器的观测结果做日变改正。一致性对比时各仪器探头高度要保持一致，避免垂直梯度变化的影响（如选在树林中进行）。对比结果按规范中的公式计算总均方误差，要求误差不大于设计总均方误差值的2/3。对于性能不好（达不到要求）的仪器不能投入野外生产使用。 磁测误差分配表 三、基点的选择与联测 1、基点的选择 总基点位置首先在区域内已有航磁图上选址，最好在区域磁场零基值线附近。并据交通地形等条件，选点在半径2m，高差0.5m范围内磁场变化不超过2nT，附近没有磁性干扰物，有利于长期保存的地方。 分基点亦即日变站选址要求位于平稳磁场内，靠近驻地（最好是独立的房屋内）使用方便，附近没有磁性干扰物。 仪器校正点：基本要求同分基点的要求。 对野外实地的选择结果要有记录。 日变站使用控制范围小于50km。
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WCZ-2质子磁力仪 WCZ-2质子磁力仪是在本公司WCZ-1质子磁力仪基础上，增加GPS定位功能实现的新一代质子磁力仪，其磁场测量精度为±1nT，分辨率高达 0.1nT，完全符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。其具有的大存储容量、高分辨率、灵活性使它得以成为便携式、移动式、基站式磁力仪。通过更改探头结构，可以以 0.1nT的分辨率进行总场和水平、垂直梯度的测量。 应用范围 矿产勘查，如铁矿、铅锌矿、铜矿等。 配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小，估计矿床规模。 石油、天然气勘查，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。 普查、详查、地质填图。 航空及xx磁测的地面日变站。 断层定位。 考古。 水文。 工程勘查，如管线探测等。 地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作。 小型铁磁物体的探测等。 主要特点
可进行地磁场总场测量及梯度测量（水平梯度或垂直梯度，需增配专用探头及探头架）。 可用于野外作业，也可用做基站测量。 GPS定位功能： 可预置测线端点的经纬度，仪器自动计算各测点的位置；可实时显示位置信息，以及和设定点位的偏差。 GPS授时功能： 自动xx仪器的内置实时时钟。 每个测量点均保存经纬度、高程和时间信息，且能定时测量、存储。 大屏幕显示，全中文界面，自动显示磁场强度曲线，操作简单。 带背光的液晶显示器，方便夜间测量。 人性化键盘设计，支持左、右手同时操作。 既可全量程自动调谐，也可人工调谐。 轻便便携，整套系统使用探头天线背架，一人可完成全部测量任务。 具有RS-232C计算机接口。 专业地质软件可绘制等值线图、剖面图等。技术指标 测量范围：20,000 nT～100,000nT 测量精度： ±1nT 分辨率： 0.1nT
２０１８年 第２期仪表技术与传感器 Ｉnsｔｒumenｔ Tecｈnｉque ａnd Sensoｒ２０１８ Ｎo．２ 收稿日期：２０１７－０２－２４卫星用高精度压力传感器研究 付新菊，关威 （北京控制工程研究所，北京100094) 摘要：针对卫星用压阻式压力传感器存在温度漂移误差的问题，提出在传感器内部压力芯片处嵌入高精度温度传感器，使传感器具备压力二温度一体化测量和标定的功能三通过曲面拟合，采用最小二乘法完成对压力传感器的标定补偿工作，将压力传感器的测量精度提高到０．０４１８％三 关键词：曲面拟合；误差补偿；高精度 中图分类号：Ｖ４４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－１８４１（２０１８)０２－０１５１－０３ Research on High Precision Pressure Sensor Used in Satellite FUＸｉn-ｊu，GUＡＮWeｉ （Beijing Institute of Control Engineering，Beijing100094，China) Abstract：Ｉn oｒdeｒｔo soｌveｔemｐeｒａｔuｒe dｒｉｆｔeｒｒoｒoｆｔｈeｐｉezoｒesｉsｔｉveｐｒessuｒe sensoｒused on sａｔeｌｌｉｔeａｐｐｌｉcａｔｉon，ｈｉgｈ-ｐｒe-cｉsｉonｔemｐeｒａｔuｒe sensoｒembeddedａｔｔｈeｐｒessuｒe cｈｉｐｗａsｐｒoｐosed，soｔｈａｔｔｈeｐｉezoｒesｉsｔｉveｐｒessuｒe sensoｒｈａsｔｈeａbｉｌｉｔy oｆｐｒessuｒe/ｔemｐeｒａｔuｒeｉnｔegｒａｔe meａsuｒemenｔａnd cａｌｉbｒａｔｉon．Tｈe cuｒve suｒｆａceｆｉｔｔｉng meｔｈod by usｉngｔｈeｌeａsｔ-squａｒe meｔｈod ｗａs usedｔo comｐｌeｔe cａｌｉbｒａｔｉon comｐensａｔedｗoｒk oｆｔｈeｐｒessuｒe sensoｒ，ｗｈｉcｈｉncｒeａsedｔｈeｐｒessuｒe sensoｒmeａsuｒemenｔａc-cuｒａcyｔo０．０４１８％． Keywords：cuｒve suｒｆａceｆｉｔｔｉng；eｒｒoｒcomｐensａｔｉon；ｈｉgｈｐｒecｉsｉon 0 引言 卫星用压力传感器的作用是向卫星遥测系统提供推进剂贮箱及气瓶的压力值，用于剩余推进剂量计算二预测卫星在轨寿命二监视系统状态以及协助系统进行故障判断与定位等三随着空间飞行器推进系统故障诊断和状态监测系统技术水平的提高，对压力传感器的精度要求越来越高，尤其是在卫星寿命期内，精确地估算推进剂剩余量至关重要，迫切需要研制高精度压力传感器三 硅压阻式压力传感器具有较好的介质相容性和长期稳定性，灵敏度高二动态响应快二测量精度较高，在空间飞行器上应用广泛三其芯片是半导体产品，输出易受压力和温度的交叉敏感影响，严重影响传感器的线性度，因此要研制高精度压力传感器，必须对传感器的输出特性进行补偿校正［１］三 本文在分析比较各种误差校正技术的基础上，选取曲面拟合方法，通过在传感器内部嵌入高精度温度传感器，使传感器具备压力二温度一体化测量和标定的功能，利用最小二乘法完成对压力传感器的标定补偿工作，将压力传感器精度提高到０．０４１８％三1 误差校正技术 压力传感器的误差校正技术有传统的误差校正 技术和数字补偿技术两种三传统方法是采用模拟方 式对传感器输出信号进行校准和补偿三难度比较大， 补偿精度不高，且受限于补偿元件的非线性误差，补 偿元件受温度漂移的影响，无法进行逐点补偿，因此 精度不高二线路复杂［２］三现代信号调理技术是采用数字式调整模拟系统，较常用的有分立补偿算法和数据 融合技术三分立补偿算法特点是试验及标定比较简 单，但对精度指标的贡献有限［３］三 数据融合是一项多数据综合处理技术，最大优势 在于能充分综合有用数据，提高目标参数测量的准确 性［４］三数据融合技术主要有曲面拟合法二二元插值法二神经网络算法三二元插值法的优点是速度快，精度高，缺点是需要预先在ＥPROＭ中输入对照数据表，不但工作量大，而且易出错三神经网络法拟合出的数据精度很高，是目前研究的热点之一，但神经网络算法需要数据量大，编程复杂，一般的微控制器难以胜任，且具有网络不太稳定，训练周期长等缺点三曲面拟合法拟合出的数据精度较高，是目前较成熟的补偿方法三如美国Ｋuｌｉｔe公司采用曲面拟合方法补偿的压阻式压力传感器的零点温度漂移和灵敏度 万方数据
高精度磁法测量工作流 程 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
目录 第一章出队前的准备 第一节野外用品准备 在接到出队任务时，磁测小组成员必须将出队所需的仪器、材料，测量物性标本的工具（标本架、电子称、钢尺、罗盘、记录本等）准备好，对野外安全措施物品等物资进行清点，发现所缺应立即上报负责人进行购买。当确定生产工具配备齐全后，小组成员须共同检查仪器及配套工具的完好程度，经检查一切正常
后，由项目负责人进行磁法仪器的分配，并做好相关记录。同时提醒工作人员在野外的生产注意事项和操作规程，各操作员接到仪器后要妥善保管、不定期的检查和维护，确保野外生产的顺利进行。 第二节工期的确定及资金的准备 项目负责人应提前收集工区的地形、地质及物化探资料，编写工作设计。根据收集来的地质资料，分析工区的地质、地形难易程度，再结合以往工作经验，确定出完成野外工作区任务的大体时间，然后上报给单位负责人审批。审批完成后从财务借野外生产备用资金。 第二章野外操作步骤 第一节踏勘 踏勘的主要目的是了解工区概况，以确定方法的有效性。 踏勘工作的工程布置图可根据收集来的地质及物化探资料初步布设，以测线垂直探测对象或已知异常的走向为原则，踏勘应包括下列内容：
a 核对地质情况及研究程度、了解可供利用的山地工程、测绘标志、以前的物化探测网及异常标志等； b 了解可布测区范围、测线方向和长度； c 了解工区地形、地貌、通视和交通运输等工作条件； d 收集（测定）主要岩矿（包括第四纪盖层）石的磁化率和剩磁参数； e 了解地质和人文干扰因素的种类、强度及分布等情况； f 采集少量矿样及高磁性的岩石进行物性测试，每个测点不少于5块标本，以提高代表性，初步了解有用矿产的种类、矿石富集程度及与磁性参数的关系。 第二节测网布设 根据委托人和设计要求，采用相关工作比例尺，基线采用中海达RTKV8进行布设，实地点位误差小于设计要求。测点布设采用手持GPS与磁测工作同时进行，工作前GPS需进行参数校正。 如需设计测网，首先确定测线方向，应以垂直探测对象或已知异常的走向为原则进行布设。这是因为垂直地质体走向上的磁场变化最大，测线沿此方向可以最小距离控制异常范围，而且垂直于走向的磁场变化特征最明显，有利于异常研究。测线的方向必须垂直于基线，并尽量把基线布置在邻近主要探测对象的地带或在测区中部，以减少主要异常部分的定点误差。在可能的情况下，使基线布置于通视条件好的地段，如山脊或山谷以便于联测工作的进行。
产品名称：PMG-2质子磁力仪产品类别：物探设备 测量原理： 自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用磁力仪发现和研究这些磁异常，进而可以寻找磁性矿体和研究地质构造。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一，它主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜矿等）、进行地质填图等。 应用范围： 由于质子磁力仪具有精度高、便携等众多的优点，它已经被广泛地应用在以下领域： 矿产勘察，根据矿石中有用矿物质具有磁性或有磁性矿物与之共生的特点，进行直接找矿，或根据矿体在成因或空间上与某些磁性地质体构造有关的特点，进行间接找矿。这些矿包括铁矿、铅锌矿、铜矿等 地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作 配合基础地质调查，进行地质填图 对铁桶、铁罐等铁制品埋藏物定位 探测与磁性相关的地质构造 铁制军火侦测 管线探测 断层定位 配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小，估计矿床规模 工程勘察 环境勘探 水文 石油、天然气勘察，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题 工作原理： 质子磁力仪与其它类别的磁力仪原理不同，它属于众多磁力仪中的一个精度较高的分支，它即使对较弱磁性物的测量，
如地球的磁场，仍能取得较高的分辨率和精度，所以即使对地球磁场的微弱的变化，也能够测知。 它的工作原理是利用氢质子在磁场中的旋进现象进行测量的。在传感器中，充满了含氢的液体，这些氢质子在被仪器强制极化之前，处于无规律的排列状态。当我们人为对其加上一个极化信号后，质子将做旋进运动。极化信号消失后，质子的旋进将主要受到外界磁场的影响会逐渐消失，通过对受旋进影响的传号器中频率的测量，来测知外界磁场的大小。不断对这个动作进行循环，即可持续测量。 主要特点：可进行梯度测量（水平或垂直） 具有RS-232C计算机接口 硬质铝合金外壳，专用防水接头，可适用于恶劣环境，防震、防雨 高分辨率，分辨率为0.1nT，符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求 专用软件可输出通用格式数据给专业地质软件，用于绘制等值线图、剖面图等相关资料 内存大，可存1万个测点 可用于野外作业，也可用做基站测量 轻便便携，整套系统使用背包背带，一人即可完成全部测量任务 背光2x16位LCD液晶显示。LCD屏幕反应速度快、能耗低，背光灯可开关，无辐射、无闪烁，长期使用有利于健康 信号质量适时监控，信号质量下降可及时发现以便采取措施补救 既可全量程自动调谐，也可人工调谐 除主电池作为供电电源外，副电池用于保存设置和测量结果，数据可保存10年 系统描述：本质子磁力仪可以由内置电池或外接电源驱动。它利用质子旋进的原理，来测量地球磁场的磁场总量绝对值。它可以利用以下三种模式进行工作。 1.单点模式：只使用一个传感器进行工作，它检测传感器所在位置的地球磁场总量的绝对值。 2.自动模式：自动模式只使用一个传感器工作，它可以使仪器在设定的时间开始，以固定间隔的时间重复自动测量。其中仪
科技成果——高精度硅谐振压力传感器 技术领域新一代信息技术 技术开发单位中国科学院电子学研究所 技术概述高精度压力传感器采用先进的换能机制，利用单晶硅的良好机械特性，将压力的作用应力转化机械部件的固有频率，并输出。传感器具有低迟滞误差、重复性好，长期稳定性好等优点。 （1）采用基于双谐振器的原位温度自补偿技术，有效解决传感器温度漂移问题，实现了全温区0.01%FS精度等级； （2）采用全温区稳幅闭环控制技术，有效降低传感器非线性误差，结合温度自补偿技术，有效拓展了传感器温区和提升了宽温区精度； （3）传感器采用圆片级的真空封装技术，保证了传感器的综合性能，有效抑制传感器的时间漂移问题。 项目已研制出应用于军用航空大气数据系统传感器PRS2511、2512和RPS5611、工业校准领域传感器RPS2513、以及民用大气压力传感器MERPT-M1等系列产品。产品综合精度优于0.02%FS，年漂移低于100ppm，可靠性指标优于30万小时。由李树深、刘明等院士专家组成的鉴定委员会认为：传感器整体性能处于国际先进水平，温度跟随性指标居国际领先。 技术特点 基于双谐振器设计的高精度硅谐振压力传感器综合精度高、分辨率高、稳定性好、可靠性强、温度跟随性好、温度范围和测量范围大、
体积小、功耗低、能批量化制造、成本低。 技术指标 先进程度国际先进 技术状态小批量生产、工程应用阶段 适用范围 （1）航空大气数据系统 军用飞机的航空大气数据系统采用综合精度优于0.02%FS的高精度压力传感器，用于测量飞机飞行的高度、速度、攻角等参数。本项目所研制的硅谐振压力传感器产品精度水平满足航空大气数据系统要求。2015年，项目组与太原航空仪表有限公司开展合作，研制两款压力传感器产品，开展国产化替代工作，解决了进口产品使用温区限制、温度跟随性差、启动时间长的问题。目前RPS2511、2512产品已完成正样阶段，进入设计定型阶段；RPS5611产品目前正处于初样
WCZ-1质子磁力仪 WCZ-1质子磁力仪是本所在参照国外先进磁力仪基础上针对本国实际情况采用先进技术研制的新一代质子磁力仪，其磁场测量精度为±1nT，分辨率高达0.1nT，完全符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。其具有的大存储容量、高分辨率、灵活性使它得以成为便携式、移动式、基站式磁力仪。通过更改探头结构，可以以0.1nT的分辨率进行总场和水平、垂直梯度的测量。 应用范围 ●矿产勘查，如铁矿、铅锌矿、铜矿等。 ●配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小， 估计矿床规模。 ●石油、天然气勘查，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。 ●普查、详查、地质填图。 ●航空及海洋磁测的地面日变站。 ●断层定位。 ●考古。 ●水文。 ●工程勘查，如管线探测等。 ●地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作。 ●小型铁磁物体的探测等。 主要特点 ●可进行地磁场总场测量及梯度测量（水平梯度或垂直梯度，需增配专用探 头及探头架）。 ●可用于野外作业，也可用做基站测量。 ●内置实时时钟，测量结果连同测量时刻一并存储，还能定时测量、存储。 ●大屏幕显示，全中文界面，自动显示磁场强度曲线，操作简单。 ●带背光的液晶显示器，方便夜间测量。 ●人性化键盘设计，支持左、右手同时操作。 ●既可全量程自动调谐，也可人工调谐。 ●轻便便携，整套系统使用背包背带，一人可完成全部测量任务。 ●具有RS-232C 计算机接口。 ●专业地质软件可绘制等值线图、剖面图等。
技术指标 ●测量范围：20,000 nT～100,000nT ●测量精度：±1nT ●分辨率：0.1nT ●允许梯度：≤5,000nT/m ●存贮数据：100,000 个读数，带掉电保护功能 ●液晶显示：240×128 图形液晶 ●键盘输入：22 键 ●接口：RS-232C标准串口 ●电源：外置可充电电池12V/2.3Ah ，也可选用外接电源 ●主机体积：230 × 155 ×65mm3 ●主机重量：2.5Kg（包括电池） ●探头体积：φ75mm×155mm ●探头重量：0.8 Kg ●工作温度：-10 ℃～+50 ℃ 标准配置 ●主机 1 台 ●探头 1 只 ●测杆 1 付 ●充电器 1 台 ●可充电电池 2 个 ●背带 1 根 ●探头注油孔密封用生胶带 1 卷 ●探头注油孔密封螺丝用呆扳手 1 把 ●探头连接线 1 根 ●探头夹 1 只 ●手提箱 1 个 ●专用通讯电缆 1 根 ●USB转串口线 1 套 ●无磁螺丝刀（一字和十字）各1把 ●软件及操作手册 1 套 ●探头盖备用紧固螺钉（M4×16）3颗 ●探头夹电缆备用紧固螺钉（M3×12）2颗 ●探头线接线端备用紧固螺钉（M4×7）3颗 ●插头线备用紧固螺钉（M2×6）6颗
GEM磁力仪系列配置及技术指标根据厂家网站资料和公司现有资料的整理结果，目前厂家销售的仪器按照其运用领域和设计原理的不同可以分为以下几类（如发现资料编辑有误请及时告知技术支持，谢谢）：GSM-19T标准质子旋进磁力仪：主要根据富氢（质子）液体受外磁场作用时会发生旋进的原理设计的磁力仪，是目前销售量最大、使用最广泛的磁力仪。根据不同的运用需要又可以增加不同的配置，例如添加步行（Walking）模式、增加一个探头实现梯度测量、增加VLF模块等，综合起来可以将标准质子旋进磁力仪细分为下面10种组合模式： 1 GSM－19T标准质子旋进磁力仪 2 GSM－19TW标准质子旋进磁力仪+步行模式 3 GSM－19TV标准质子旋进磁力仪＋甚低频 4 GSM－19TG标准质子旋进磁力仪+梯度测量功能 5 GSM－19TGW标准质子旋进磁力仪+梯度测量功能+步行模式 6 GSM－19TWV标准质子旋进磁力仪+步行模式＋甚低频 7 GSM－19TGV标准质子旋进磁力仪+梯度测量功能＋甚低频 8 GSM－19TGWV标准质子旋进磁力仪+梯度测量功能+步行模式＋甚低频 9 GSM-19TF快速质子磁力仪 10 GSM-19TGFW快速质子磁力仪+梯度测量功能+步行模式 GSM-19 高精度Overhauser磁力仪：该系列磁力仪主要设计原理是利用射频照射质子使其产生Overhauser效应，从而获得高精度、高稳定的磁场值。其组合模式有八种（和GSM-19T标准质子磁力仪的前八种组合模式相同。 钾光泵磁力仪：代表产品GSMP35，是分辨率和绝对精度最高的磁力仪。可以实现使用一个探头工作的总场测量模式，或用两个探头的梯度测量模式，也就是说钾光泵磁力仪可以
高精度磁法测量工作流 程 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
目录
第一章出队前的准备 第一节野外用品准备 在接到出队任务时，磁测小组成员必须将出队所需的仪器、材料，测量物性标本的工具（标本架、电子称、钢尺、罗盘、记录本等）准备好，对野外安全措施物品等物资进行清点，发现所缺应立即上报负责人进行购买。当确定生产工具配备齐全后，小组成员须共同检查仪器及配套工具的完好程度，经检查一切正常后，由项目负责人进行磁法仪器的分配，并做好相关记录。同时提醒工作人员在野外的生产注意事项和操作规程，各操作员接到仪器后要妥善保管、不定期的检查和维护，确保野外生产的顺利进行。 第二节工期的确定及资金的准备 项目负责人应提前收集工区的地形、地质及物化探资料，编写工作设计。根据收集来的地质资料，分析工区的地质、地形难易程度，再结合以往工作经验，确定出完成野外工作区任务的大体时间，然后上报给单位负责人审批。审批完成后从财务借野外生产备用资金。
第二章野外操作步骤 第一节踏勘 踏勘的主要目的是了解工区概况，以确定方法的有效性。 踏勘工作的工程布置图可根据收集来的地质及物化探资料初步布设，以测线垂直探测对象或已知异常的走向为原则，踏勘应包括下列内容：
a 核对地质情况及研究程度、了解可供利用的山地工程、测绘标志、以前的物化探测网及异常标志等； b 了解可布测区范围、测线方向和长度； c 了解工区地形、地貌、通视和交通运输等工作条件； d 收集（测定）主要岩矿（包括第四纪盖层）石的磁化率和剩磁参数； e 了解地质和人文干扰因素的种类、强度及分布等情况； f 采集少量矿样及高磁性的岩石进行物性测试，每个测点不少于5块标本，以提高代表性，初步了解有用矿产的种类、矿石富集程度及与磁性参数的关系。 第二节测网布设 根据委托人和设计要求，采用相关工作比例尺，基线采用中海达RTKV8进行布设，实地点位误差小于设计要求。测点布设采用手持GPS与磁测工作同时进行，工作前GPS需进行参数校正。 如需设计测网，首先确定测线方向，应以垂直探测对象或已知异常的走向为原则进行布设。这是因为垂直地质体走向上的磁场变化最大，测线沿此方向可以最小距离控制异常范围，而且垂直于走向的磁场变化特征最明显，有利于异常研究。测线的方向必须垂直于基线，并尽量把基线布置在邻近主要探测对象的地带或在测区中部，以减少主要异常部分的定点误差。在可能的情况下，使基线布置于通视条件好的地段，如山脊或山谷以便于联测工作的进行。
磁力仪介绍 磁法勘探是研究地质构造和找矿勘探的一种重要的地球物理方法，它通过磁力仪来测量地磁场和磁异常，通常把采集磁场数据和测定岩石磁参数的仪器称为磁力仪。 从20 世纪初至今，磁法勘探仪器经历了由简单到复杂，由利用机械原理到利用现代物理原理与电子技术的发展过程。 一、磁力仪的类别 按照磁力仪的发展历史，以及它们所应用的物理原理，可分为： 第一代磁力仪：根据永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理，或利用感应线圈以及辅助机械装置制作的，如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。 第二代磁力仪：根据核磁共振特征，利用高磁导率软磁合金，以及复杂的电子线路制作的，如质子磁力仪、光泵磁力仪及磁通门磁力仪等。 第三代磁力仪：根据低温量子效应原理制作的，如超导磁力仪。 目前应用于物探磁法工作的磁力仪主要有质子磁力仪、光泵磁力仪等，其中光泵磁力仪价格昂贵、重量较重、功耗大主要用于航空磁测；质子磁力仪轻便、稳定、分辨率较高而广泛应用于地面高精度磁测中。注：超导磁力仪体积庞大，主要用于地磁监测及其它磁场研究工作中。 二、磁力仪的主要技术指标 技术指标是反映仪器总体性能的技术参数，通常包括：灵敏度、精密度、准确度、稳定性、测程范围等等。 灵敏度系指磁力仪反映地磁场强度最小变化的能力（敏感程度），有时也称作分辨率。、精密度它是衡量仪器重复性的指标，系指仪器自身测定磁场所能达到的最小可靠值。由一组测定值与平均值的平方偏差表示。在仪器说明书中称为自身重复精度。 准确度系指仪器测定真值的能力，即与真值相比的总误差。 在磁法勘探工作中，通常把精密度与准确度不予区分，统称为精度。 三、质子磁力仪的研究现状及发展趋势 质子旋进磁力仪的工作原理是在受到激励场激励氢核（质子）后，质子极化，当激励场去掉后，氢核（质子）会在地磁场的作用下，产生一个以地磁场方向为轴的旋进，其旋进信号的频率与地磁场强度之间有着固定关系，从而地磁场强度的测量即转化为质子旋进信号的
磁电式传感器 基本概念：磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。 工作原理：磁电式传感器是基于电磁感应原理,通过磁电相互作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成感应电动势的传感器，它也被称为感应式传感器、电动式传感器。根据电磁感应定律，N匝线圈中的感应电动势。感应电动势的大小由磁通的变化率决定。磁通量协的变化可以通过很多办法来实现:如磁铁与线圈之间作相对运动;磁路中磁阻变化;恒定磁场中线圈面积变化等。因此可以制造出不同类型的磁电式传感器。磁电式传感器是一种机一电能量变换型传感器，不需要供电电源，电路简单，性能稳定，输出信号强，输出阻抗小，具有一定的频率响应范围，适合于振动、转速、扭矩等测量。但这种传感器的尺寸和重量都较大。恒定磁通磁电式传感器由永久磁铁(磁钢)、线圈、弹簧、金属骨架和壳体等组成。系统产生恒定直流磁场，磁路中工作气隙是固定不变的，因而气隙中的磁通也是恒定不变的。它们的运动部件可以是线圈，又可分为圈式或动铁式两种结构类型。恒磁通磁电式传感器结构原理图磁铁与传感器壳体固定，线圈和金属骨架(合称线圈组件)用柔软弹簧支承。线圈组件与壳体固定，永久磁铁用柔软弹簧支承。两者的阻尼都是由金属骨架和磁场发生相对运动而产生的电磁阻尼。动圈式和动铁式的工作原理是完全相同的，当壳体随被测振动体一起振动时，由于弹簧较软，运动部件质量相对较大，因此振动频率足够高(远高于传感器的固有频率)时，运动部件的惯性很大，来不及跟随振动体一起振动，近于静止不动，振动能量几乎全被弹簧吸收，永久磁铁与线圈之间的相对运动速度接近于振动体振动速度。线圈与磁铁间相对运动使线圈切割磁力线，产生与运动速度成正比的感应电动势，线圈处于工作气隙磁场中的匝数，称为工作匝数;工作气隙中磁感应强度;每匝线圈的平均长度。这类传感器的基型是速度传感器，能直接测量线速度。因为速度与位移和加速度之间有内在的联系，即它们之间存在着积分或微分关系。因此，如果在感应电动势的测量电路中接入一积分电路，则它的输出就与位移成正比;如果在测量电路中接人一微分电路，则它的输出就与运动的加速度成正比。这样，这类磁电式传感器就可以用来测量运动的位移或加速度。 工作特性：
高精度压力变送器、高精度压力传感器说明书 一、概述 高精度压力变送器采用带不锈钢隔离膜的扩散硅压阻式压力传感器作为信号测量元件，信号处理电路位于不锈钢壳体内，传感器信号经过经过专业信号调理电路转换成标准4-20mA 电流或RS485信号输出。高精度压力变送器DATA-52系列经过了长期老化及稳定性考核等工艺，性能稳定可靠。 高精度压力变送器广泛地应用于石油、化工、冶金、电力等工业过程现场测量和控制。 防护等级：IP68。 型号意义： 示例说明： DATA-5202(100kPa)表示为平升公司生产的4～20mA ，精度为0.5%， 量程为100kPa 的压力变送器。 二、外形结构（单位：mm ）： 供货产品接口螺纹： M20×1.5 □ G1/2 □ 三、工作原理 高精度压力传感器是以单晶硅为基体，采用先进的离子注入工艺和微机械加工工艺，制成了具有惠斯顿电桥和精密力学结构的硅敏感元件。被 测压力通过压力接口作用在硅敏感元件上，实现了所加压力与输出信号的线性转换，经激光修调的厚膜电阻网络补偿了敏感元件的温度性能。 通讯类型：1—串口; 2 —4 ～20mA ; 精 度：0—0.5%; 1—0.1%; DATA-5 2 ××（×kPa 、MPa 等） 量程：0—×，单位：kPa 、MPa (一般在标牌中标注) 采集类型：压力; 唐山平升电子生产的变送器系列产品
四、性能指标 型号：DATA-52系列 测量介质：液体或气体（对不锈钢壳体无腐蚀） 量程：0-10MPa 输出信号：4-20mA；RS485 供电电源：12/24V DC 精度等级：0.1%FS；0.5%FS 环境温度：-10℃～80℃ 存储温度：-40℃～85℃ 过载能力：150%FS 稳定性能：±0.05%FS/年; ±0.1%FS/年 零点温度系数：±0.01%FS/℃ 满度温度系数：±0.02%FS/℃ 防护等级：IP68 结构材料： 外壳：不锈钢1Cr18Ni9Ti 密封圈：氟橡胶 传感器外壳：不锈钢1Cr18Ni9Ti 膜片：不锈钢316L 电缆：φ7.2mm聚氨酯专用电缆（配套2米，超出部分按长度加价） 五、注意事项 1.当收到高精度压力变送器时请检查包装是否完好，并核对变送器型号与规格是否与您选购的产品相符。 2.禁止测量与不锈钢不相兼容的介质。 3.确保电源供电电压符合供电要求，电源的正、负极与产品的正、负极对应，确保压力源的最高压力在该产品的测量范围内。 六、高精度压力变送器接线图 .
磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。有时也称作电动式或感应式传感器， 只适合进行动态测量。由于它有较大的输出功率，故配用电路较简单；零位及性能稳定；工作频带一般为10～1000Hz 。磁电式传感器具有双向转换特性，利用其逆转换效应可构成力(矩)发生器和电磁激振器等。 根据电磁感应定律，当W 匝线圈在均恒磁场内运动时，设穿过线圈的磁通为Φ，则线圈内的感应电势e 与磁通变化率d Φ/dt 有如下关系： dt d W e φ-= (5-1) 根据这一原理，可以设计成变磁通式和恒磁通式两种结构型式，构成测量线速度或角速度的磁电式传感器。图5.1所示为分别用于旋转角速度及振动速度测量的变磁通式结构。其中永久磁铁1(俗称“磁钢”)与线圈4均固定，动铁心3(衔铁)的运动使气隙5和磁路磁阻变化，引起磁通变化而在线圈中产生感应电势，因此又称变磁阻式结构。 图5.1 变磁通式结构(a)旋转型（变磁阻）； (b)平移型（变气隙） 在恒磁通式结构中，工作气隙中的磁通恒定，感应电势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。这类结构有两种，如图5-2所示。图(a)为动圈式，图中的磁路系统由圆柱形永久磁铁和极掌、圆筒形磁轭及空气隙组成。气隙中的磁场均匀分布，测量线圈绕在筒形骨架上，经膜片弹簧悬挂于气隙磁场中。当线圈与磁铁间有相对运动是，线圈中产生的感应电势e 为:
图5.2 恒磁通式结构 (a)动圈式；(b)动铁式 Blv e = (5-2) 式中 B ——气隙磁通密度(T)； ｌ——气隙磁场中有效匝数为W 的线圈总长度(m)为ｌ＝ｌa W （ｌa 为每匝线圈的平均长度)； ν——线圈与磁铁沿轴线方向的相对运动速度(ms -1)。 当传感器的结构确定后，式(5-2)中B 、ｌa 、W 都为常数，感应电势e 仅与 相对速度v 有关。传感器的灵敏度为: Bl v e S == (5-3) 为提高灵敏度，应选用具有磁能积较大的永久磁铁和尽量小的气隙长度，以提高气隙磁通密度B ；增加ｌa 和W 也能提高灵敏度，但它们受到体积和重量、 内电阻及工作频率等因素的限制。为了保证传感器输出的线性度，要保证线圈始终在均匀磁场内运动。设计者的任务是选择合理的结构形式、材料和结构尺寸，以满足传感器基本性能要求。 一.传递矩阵 ㈠.机械阻抗 图5.3(a)所示的质量为m 、弹簧刚度为k ，阻尼系数为c 的单自由度机械振动系统。设在力F 作用下产生的振动速度和位移分别为ν和x ，由此可列出