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磁场是能够使磁针发生偏转,能对放入磁体具有磁力作用的一种物质。随着科技的不断发展,在工业生产和科学研究的许多领域都要涉及磁场的测量问题,如磁探矿、地质勘探、磁导航、同位数分离、受控热核反应及人造卫星等。目前,测量磁场的传感器有很多种,但大多数传感器是利用了电磁式测量,应用在工业生产现场中,往往会局限于采取防爆、防电火花等措施。近年来,种新型的光纤传感检测技术脱颖而出,具有强绝缘性、抗电磁干扰、传输信号快、能实现分布式测量等优点,使其在各个检测领域中得到了广泛的应用。本文利用了将光纤Bragg光栅的传感检测技术、磁电感应原理及压电陶瓷的电致伸缩效应相结合,研制了一种磁电感应的电致伸缩式FBG磁场传感器。由于该传感器本身具有光纤Bragg光栅的内在优点,可以适用于石油、化工、煤矿、冶金等易燃易爆及腐蚀性环境中。本文主要的研究内容如下:1)基于磁电感应原理与压电陶瓷的电致伸缩效应建立起光纤Bragg光栅的传感模型,设计了一种测量匀强磁场的光纤Bragg光栅磁场传感器。2)根据磁场传感器的设计方案,对传感器的各零部件进行了选型、加工及尺寸设计,完成了电子元器件的焊接与单片机PWM脉宽调制程序的编写,对驱动电机的转速进行闭环控制。根据传感器各零部件的材料、尺寸大小及传感数学模型,可以计算出传感器的各项性能指标。理论计算表明,磁电感应的电致伸缩式FBG磁场传感器的灵敏度为0.1218pm/G,其分辨力为8.21G。3)完成了对磁场传感器各个零部件的组装,并对零部件进行单独性能测试零部件的性能测试包括:通过控制占空比来进行直流驱动电机的转速测试、叠堆型压电陶瓷的线性工作区域测试、叠堆型压电陶瓷与光纤Bragg光栅的应变传递性能测试,搭建了不同零部件的测试平台,并对测试结果与数据进行分析。4)根据本文磁场传感器的测试要求及国家规定的测试规范,搭建了整个磁场传感器的测试系统,对本文设计的磁场传感器进行了正反行程的重复性测试,并对测试数据进行对比分析。测试结果表明,该磁场传感器的灵敏度为0.113pm/G,非线性误差为5.45%FS,重复性误差为6.29%FS,迟滞为6.61%FS。