仪器仪表学报

作者：李建翔，李醒飞，刘帆，李嘉峰，纪越

单位：李建翔,天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072,,李醒飞,天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072,lixf@tju.edu.cn,刘帆,天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072,liufan@tju.edu.cn,李嘉峰,天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072,,纪越,天津工业大学控制科学与工程学院天津300387,

关键词：磁流体动力学;低噪声;噪声匹配;变压器耦合;磁屏蔽

基金：国家自然科学基金面上项目（62173245）资助

磁流体动力学角振动传感器噪声等效指标是对带宽范围内标度因数以及输出噪声的综合评价，即输出噪声越小，-3dB低频截止频率越低，则传感器实际应用性能更优。由于磁流体动力学角振动传感器极低的源阻抗，采用变压器耦合的方式可以实现噪声匹配，提高信噪比，大幅降低输出噪声，对最佳匝数比进行理论分析并建立变压器完整噪声输出模型。而引入变压器会导致传感器低频截止频率变高，同时在实际应用中遇到传感器内部漏磁场对变压器磁芯产生影响的现象，使得变压器磁化电感大大降低，进而影响传感器的低频截止频率，噪声等效指标不能达到预期效果。针对轴向磁场转径向磁场的特殊结构，对噪声匹配变压器提出一种分段式、末端弧形的磁屏蔽结构，在传感器小型化有限的空间范围内，可以有效改善漏磁对噪声匹配变压器的影响并增强流体区域磁场均匀度，通过有限元仿真、传感器实际测试验证其效果，此种结构大大改善了传感器在实际应用中的低频性能，显著优化传感器噪声等效指标。经实测，磁流体动力学角振动传感器低频截止频率可达2Hz以下，噪声等效角速率可达2.6μrad/sRMS，噪声等效角位置可达32nradRMS。

来源：2025年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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