为z轴单向磁场条件下z轴磁阻传感器感应磁场强度随非磁性转轮旋转角度的变化图。可以看出，在0°-360°旋转角度范围内，z轴磁阻传感器信号为周期变化且周期为72°。本实施例中选择在0°-360°范围内有5个第二软磁扇区4，跨度为72°，因此假设非磁性转轮旋转频率为f，则z轴磁阻传感器频率为5*f。
如图9所示，为磁阻传感器的白噪声频谱图。由于白噪声具有1/f特征，即在低频140时磁阻传感器噪声较大，而在高频150以上时磁阻传感器噪声大幅降低，因此通过引入非磁性转轮以及在其上设置4n个第一软磁扇区和m个第二软磁扇区，分别将测量磁场hx、hy和hz调制到4n*f和m*f频率，从而达到降低白噪声和提高信噪比的目的。
本发明实施例中，旋转碟式磁场强探头包括非磁性转轮、4n个第一软磁扇区、m个第二软磁扇区、参考信号发生器以及x轴、y轴和z轴磁阻传感器，第一软磁扇区和第二软磁扇区均位于非磁性转轮上，x轴、y轴和z轴磁阻传感器位于非磁性转轮的上方或下方位置处。工作时，非磁性转轮以频率f绕z轴旋转，外磁场经第一软磁扇区调制成频率为4n×f的敏感磁场分量hx和hy，外磁场还经第二软磁扇区调制成频率为m×f的敏感磁场分量hz，该三个敏感磁场分量hx、hy和hz分别经过该x轴、y轴和z轴磁阻传感器输出对应的测量信号，参考信号发生器输出频率为4n×f的第一参考信号和m×f的第二参考信号，第一参考信号、第二参考信号和测量信号经外部处理电路解调输出磁场值hx、hy和hz，以此对三维磁场信号的高信噪比进行测量。本发明实施例中，旋转蝶式磁场强探头将静止磁场调制成高频磁场，在高频磁场中进行测量，这样可以有效克服隧道磁阻(tmr)磁阻传感器直流漂移引起的噪声，消除直流offset的影响，大大降低tmr磁阻传感器使用的噪声。并且该测量结构制作方法简单，只要在磁阻传感器外加一个旋转软磁探头即可实现，降低了测量结构的复杂性和尺寸，该测量结构对于地磁场的监控及信噪比的提高具有使用价值。
示例性的，在上述技术方案的基础上，结合图1～图4所示可选非磁性转轮2具有4n个第一光入射孔10和m个第二光入射孔11，4n个第一光入射孔10的柱坐标分别为(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个第二光入射孔11的柱坐标分别为(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威兰阀门 加拿大VELAN闸阀、VELAN截止阀、VELAN止回阀 VELAN蝶阀、VELAN刀闸阀
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B05-5076Z-06TS
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截止阀 W03-8076Z-13MS
止回阀 W03-8036W-13MS
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疏水阀 21/2" B09-5076Z-58US
疏水阀 21/2" B09-8076Z-58US
截止阀 2”B08-2074B-06TY
截止阀 11/2”B07-2074B-06TY
参考信号发生器包括：第一发光元件161、第二发光元件162、第一光探测器14、第二光探测器15、第一逻辑触发电路和第二逻辑触发电路，第一发光元件161位于第一光入射孔10上方或者下方位置处，第二发光元件162位于第二光入射孔11上方或者下方位置处，第一光探测器14位于第一光入射孔10与第一发光元件161相对的另一侧位置处，第二光探测器15位于第二光入射孔11与第二发光元件162相对的另一侧位置处；
工作时，非磁性转轮2以频率f绕z轴旋转，当第一光入射孔10和第二光入射孔11依次正对第一发光元件161和第二发光元件162时，第一光探测器14触发第一逻辑触发电路输出频率4n×f的第一参考信号以及第二光探测器15触发第二逻辑触发电路输出频率m×f的第二参考信号。本实施例沿用上述附图和附图标记。
本实施例中，设定n＝2，则8个第一光入射孔10贯穿非磁性转轮2的上下表面，分别为10(1)～10(8)，原始状态下xy坐标第一象限内紧邻+x轴的一第一光入射孔10或者与+x轴交叠的一第一光入射孔10标记为10(1)，剩余7个逆时针依次标记为10(2)～10(8)，可以理解，随着非磁性转轮2的旋转，10(1)会旋转至不同位置。该8个第一光入射孔10的柱坐标分别为(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])。
本实施例中，设定m＝5，则5个第二光入射孔11贯穿非磁性转轮2的上下表面，分别为11(1)～11(5)，原始状态下xy坐标第一象限内紧邻+x轴的一第二光入射孔11或者与+x轴交叠的一第二光入射孔11标记为11(1)，剩余4个逆时针依次标记为11(2)～11(5)，可以理解，随着非磁性转轮2的旋转，11(1)会旋转至不同位置。该5个第二光入射孔11的柱坐标分别为(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])。
本实施例中，参考信号发生器包括两个发光元件和两个光探测器，分别为第一发光元件161和第二发光元件162以及第一光探测器14和第二光探测器15，发光元件和光探测器分别位于非磁性转轮2的两侧，以便于光探测器通过光入射孔探测发光元件发出的光线。可选光探测器和磁阻传感器位于非磁性转轮2的同一侧。
如图2所示可选第一发光元件161位于第一光入射孔10上方位置处，第二发光元件162位于第二光入射孔11上方位置处，第一光探测器14位于第一光入射孔10下方位置处，第二光探测器15位于第二光入射孔11下方位置处。在其他实施例中，如图3所示还可选第一发光元件161位于第一光入射孔10下方位置处，第二发光元件162位于第二光入射孔11下方位置处，第一光探测器14位于第一光入射孔10上方位置处，第二光探测器15位于第二光入射孔11上方位置处。可选发光元件为led灯或其他任意一种适用的发光元件。可以理解，发光元件和光探测器的位置确定之后固定不变。
工作时，转轴12以频率f旋转以同步带动非磁性转轮2以频率f绕z轴旋转，则非磁性转轮2上的光入射孔的位置发生旋转。当第一光入射孔10和第二光入射孔11旋转至依次正对第一发光元件161和第二发光元件162时，位于第一光入射孔10下方的第一光探测器14可以探测到第一发光元件161发出的光线，则第一光探测器14触发第一逻辑触发电路输出频率4n×f的第一参考信号，位于第二光入射孔11下方的第二光探测器15可以探测到第二发光元件162发出的光线，则第二光探测器15触发第二逻辑触发电路输出频率m×f的第二参考信号。
可选第一参考信号和第二参考信号均为高电平或低电平信号；在第一光探测器探测到第一发光元件发出的光线之前，第一逻辑触发电路的电平保持不变，在第一光探测器探测到第一发光元件发出的光线之后，第一逻辑触发电路的电平发生转换；在第二光探测器探测到第二发光元件发出的光线之前，第二逻辑触发电路的电平保持不变，在第二光探测器探测到第二发光元件发出的光线之后，第二逻辑触发电路的电平发生转换。
可以理解，若非磁性转轮2旋转至第一发光元件161、第一光入射孔10与第一光探测器14面向设置的情况下，第一光探测器14可以探测到第一发光元件151的光线并触发第一逻辑触发电路，则第一逻辑触发电路切换输出的第一参考信号的电平；若非磁性转轮2旋转至第一发光元件161、第一光入射孔10与第一光探测器14交错的情况下，第一光探测器14无法探测到第一发光元件161的光线，则第一逻辑触发电路保持第一参考信号的电平不变。第二参考信号的切换过程与第一参考信号的切换过程完全相同，在此不再赘述。