磁通门磁力计是一种基于软磁材料磁化饱和时的非线性特性而工作的一种磁力计,用以精确测量大小为10-3T 以下的稳定或者低频交变的磁场,其应用范围涉及空间探索和地球物理等的许多领域。本文分析了磁通门传感器的工作原理以及磁通门磁力计的结构,利用数值分析的手段,形象地分析了磁通门的工作原理,并完成了开环和闭环的磁通门磁力计的原理样机的设计与制作,其中闭环采用PID 数字控制补偿待测场。磁通门传感器由用金属玻璃带VITROVAC6025 作铁芯材料、卷绕形成环形铁芯而成。激励信号周期为64 μs,采用二次谐波检测的方法进行信号检测。在此基础上完成了原理样机的定标方案设计和一维磁通门磁力计的测试。用16 位的A/D 转换器进行数据采集,在山洞实验室环境内开环测量结果表明,该原理样机开环分辨率达到5.68 ×10 ?11T,线性测量范围为1 ×10 ?7T。闭环磁通门磁力计实现了分辨率为5×10-10T,线性测量范围达到3.3×10-5T的磁场测量。用研制的磁力计进行了初步的地磁场测量应用,在对华中科技大学引力实验室山洞中东西方向进行了400 小时的地磁场观测,结果表明地磁场存在着半日波动,日变化约为12nT。本磁力计还可以用于飞行器、卫星等其他领域。