為z軸單向磁場條件下z軸磁阻傳感器感應磁場強度隨非磁性轉輪旋轉角度的變化圖。可以看出，在0°-360°旋轉角度范圍內(nèi)，z軸磁阻傳感器信號為周期變化且周期為72°。本實施例中選擇在0°-360°范圍內(nèi)有5個第二軟磁扇區(qū)4，跨度為72°，因此假設非磁性轉輪旋轉頻率為f，則z軸磁阻傳感器頻率為5*f。

如圖9所示，為磁阻傳感器的白噪聲頻譜圖。由于白噪聲具有1/f特征，即在低頻140時磁阻傳感器噪聲較大，而在高頻150以上時磁阻傳感器噪聲大幅降低，因此通過引入非磁性轉輪以及在其上設置4n個第一軟磁扇區(qū)和m個第二軟磁扇區(qū)，分別將測量磁場hx、hy和hz調(diào)制到4n*f和m*f頻率，從而達到降低白噪聲和提高信噪比的目的。

本發(fā)明實施例中，旋轉碟式磁場強探頭包括非磁性轉輪、4n個第一軟磁扇區(qū)、m個第二軟磁扇區(qū)、參考信號發(fā)生器以及x軸、y軸和z軸磁阻傳感器，第一軟磁扇區(qū)和第二軟磁扇區(qū)均位于非磁性轉輪上，x軸、y軸和z軸磁阻傳感器位于非磁性轉輪的上方或下方位置處。工作時，非磁性轉輪以頻率f繞z軸旋轉，外磁場經(jīng)第一軟磁扇區(qū)調(diào)制成頻率為4n×f的敏感磁場分量hx和hy，外磁場還經(jīng)第二軟磁扇區(qū)調(diào)制成頻率為m×f的敏感磁場分量hz，該三個敏感磁場分量hx、hy和hz分別經(jīng)過該x軸、y軸和z軸磁阻傳感器輸出對應的測量信號，參考信號發(fā)生器輸出頻率為4n×f的第一參考信號和m×f的第二參考信號，第一參考信號、第二參考信號和測量信號經(jīng)外部處理電路解調(diào)輸出磁場值hx、hy和hz，以此對三維磁場信號的高信噪比進行測量。本發(fā)明實施例中，旋轉蝶式磁場強探頭將靜止磁場調(diào)制成高頻磁場，在高頻磁場中進行測量，這樣可以有效克服隧道磁阻(tmr)磁阻傳感器直流漂移引起的噪聲，消除直流offset的影響，大大降低tmr磁阻傳感器使用的噪聲。并且該測量結構制作方法簡單，只要在磁阻傳感器外加一個旋轉軟磁探頭即可實現(xiàn)，降低了測量結構的復雜性和尺寸，該測量結構對于地磁場的監(jiān)控及信噪比的提高具有使用價值。

示例性的，在上述技術方案的基礎上，結合圖1～圖4所示可選非磁性轉輪2具有4n個第一光入射孔10和m個第二光入射孔11，4n個第一光入射孔10的柱坐標分別為(r(r＝re1),α(α＝θ&θ+90°/n&θ+2×90°/n…&θ+(i-1)×90°/n…&θ+(4n-1)×90°/n)，z[z0,z0+th1])，m個第二光入射孔11的柱坐標分別為(r(r＝re2)，α(α＝θ1&θ1+360°/m&θ1+2×360°/m…&θ1+(i-1)×360°/m…&θ1+(m-1)×360°/m)，z[z0,z0+th1])，其中，r1<re1，r1<re2；

加拿大VELAN威蘭閥門 加拿大VELAN閘閥、VELAN截止閥、VELAN止回閥 VELAN蝶閥、VELAN刀閘閥

VELAN球閥

B05-5076Z-06TS

B06-3074B-05TS

B07-2074B-06TS

B08-2074B-06TS

B10-8076Z-06TS

B04-8076Z-02TS

B12-0074C-02TY

S03-2054B-02TY

W-2054B-02TY

S-2054B-02TY

S04-2054B-02TY

截止閥 W03-8076Z-13MS

止回閥 W03-8036W-13MS

截止閥 W03-8076Z-13MS

止回閥 W03-8036W-13MS

疏水閥 21/2" B09-5076Z-58US

疏水閥 21/2" B09-8076Z-58US

截止閥 2”B08-2074B-06TY

截止閥 11/2”B07-2074B-06TY

參考信號發(fā)生器包括：第一發(fā)光元件161、第二發(fā)光元件162、第一光探測器14、第二光探測器15、第一邏輯觸發(fā)電路和第二邏輯觸發(fā)電路，第一發(fā)光元件161位于第一光入射孔10上方或者下方位置處，第二發(fā)光元件162位于第二光入射孔11上方或者下方位置處，第一光探測器14位于第一光入射孔10與第一發(fā)光元件161相對的另一側位置處，第二光探測器15位于第二光入射孔11與第二發(fā)光元件162相對的另一側位置處；

工作時，非磁性轉輪2以頻率f繞z軸旋轉，當?shù)谝还馊肷淇?0和第二光入射孔11依次正對第一發(fā)光元件161和第二發(fā)光元件162時，第一光探測器14觸發(fā)第一邏輯觸發(fā)電路輸出頻率4n×f的第一參考信號以及第二光探測器15觸發(fā)第二邏輯觸發(fā)電路輸出頻率m×f的第二參考信號。本實施例沿用上述附圖和附圖標記。

本實施例中，設定n＝2，則8個第一光入射孔10貫穿非磁性轉輪2的上下表面，分別為10(1)～10(8)，原始狀態(tài)下xy坐標第一象限內(nèi)緊鄰+x軸的一第一光入射孔10或者與+x軸交疊的一第一光入射孔10標記為10(1)，剩余7個逆時針依次標記為10(2)～10(8)，可以理解，隨著非磁性轉輪2的旋轉，10(1)會旋轉至不同位置。該8個第一光入射孔10的柱坐標分別為(r(r＝re1)，α(α＝θ)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re1)，α(α＝θ+45°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re1)，α(α＝θ+90°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re1)，α(α＝θ+135°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re1)，α(α＝θ+180°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re1)，α(α＝θ+225°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re1)，α(α＝θ+270°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re1)，α(α＝θ+315°)，z[z0,z0+th1])。

本實施例中，設定m＝5，則5個第二光入射孔11貫穿非磁性轉輪2的上下表面，分別為11(1)～11(5)，原始狀態(tài)下xy坐標第一象限內(nèi)緊鄰+x軸的一第二光入射孔11或者與+x軸交疊的一第二光入射孔11標記為11(1)，剩余4個逆時針依次標記為11(2)～11(5)，可以理解，隨著非磁性轉輪2的旋轉，11(1)會旋轉至不同位置。該5個第二光入射孔11的柱坐標分別為(r(r＝re2)，α(α＝θ1)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re2)，α(α＝θ1+72°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re2)，α(α＝θ1+144°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re2)，α(α＝θ1+216°)，z[z0,z0+th1])，(r(r＝re2)，α(α＝θ1+288°)，z[z0,z0+th1])。

本實施例中，參考信號發(fā)生器包括兩個發(fā)光元件和兩個光探測器，分別為第一發(fā)光元件161和第二發(fā)光元件162以及第一光探測器14和第二光探測器15，發(fā)光元件和光探測器分別位于非磁性轉輪2的兩側，以便于光探測器通過光入射孔探測發(fā)光元件發(fā)出的光線?？蛇x光探測器和磁阻傳感器位于非磁性轉輪2的同一側。

如圖2所示可選第一發(fā)光元件161位于第一光入射孔10上方位置處，第二發(fā)光元件162位于第二光入射孔11上方位置處，第一光探測器14位于第一光入射孔10下方位置處，第二光探測器15位于第二光入射孔11下方位置處。在其他實施例中，如圖3所示還可選第一發(fā)光元件161位于第一光入射孔10下方位置處，第二發(fā)光元件162位于第二光入射孔11下方位置處，第一光探測器14位于第一光入射孔10上方位置處，第二光探測器15位于第二光入射孔11上方位置處?？蛇x發(fā)光元件為led燈或其他任意一種適用的發(fā)光元件。可以理解，發(fā)光元件和光探測器的位置確定之后固定不變。

工作時，轉軸12以頻率f旋轉以同步帶動非磁性轉輪2以頻率f繞z軸旋轉，則非磁性轉輪2上的光入射孔的位置發(fā)生旋轉。當?shù)谝还馊肷淇?0和第二光入射孔11旋轉至依次正對第一發(fā)光元件161和第二發(fā)光元件162時，位于第一光入射孔10下方的第一光探測器14可以探測到第一發(fā)光元件161發(fā)出的光線，則第一光探測器14觸發(fā)第一邏輯觸發(fā)電路輸出頻率4n×f的第一參考信號，位于第二光入射孔11下方的第二光探測器15可以探測到第二發(fā)光元件162發(fā)出的光線，則第二光探測器15觸發(fā)第二邏輯觸發(fā)電路輸出頻率m×f的第二參考信號。

可選第一參考信號和第二參考信號均為高電平或低電平信號；在第一光探測器探測到第一發(fā)光元件發(fā)出的光線之前，第一邏輯觸發(fā)電路的電平保持不變，在第一光探測器探測到第一發(fā)光元件發(fā)出的光線之后，第一邏輯觸發(fā)電路的電平發(fā)生轉換；在第二光探測器探測到第二發(fā)光元件發(fā)出的光線之前，第二邏輯觸發(fā)電路的電平保持不變，在第二光探測器探測到第二發(fā)光元件發(fā)出的光線之后，第二邏輯觸發(fā)電路的電平發(fā)生轉換。

可以理解，若非磁性轉輪2旋轉至第一發(fā)光元件161、第一光入射孔10與第一光探測器14面向設置的情況下，第一光探測器14可以探測到第一發(fā)光元件151的光線并觸發(fā)第一邏輯觸發(fā)電路，則第一邏輯觸發(fā)電路切換輸出的第一參考信號的電平；若非磁性轉輪2旋轉至第一發(fā)光元件161、第一光入射孔10與第一光探測器14交錯的情況下，第一光探測器14無法探測到第一發(fā)光元件161的光線，則第一邏輯觸發(fā)電路保持第一參考信號的電平不變。第二參考信號的切換過程與第一參考信號的切換過程完全相同，在此不再贅述。