时间差型磁通门是依据磁芯磁饱和特性以及法拉第电磁感应定律原理制作的磁传感器。其具有体积小、重量轻、测量范围大等特点，可以对矢量磁场进行测量，并通过时间量对待测的目标磁场进行表征。时间差型磁通门具有不易受奇次谐波影响，测量简单方便等特点，是磁通门研究的一个新方向。国内对此相关研究较少，而国外的研究于2003开始至今已近10年。在国家自然基金的支持下，本文对时间差型磁通门进行建模和相关的研究工作，完成了时间差型磁通门基本原理、磁芯磁滞回线建模、数字化时间差型磁通门设计、磁通门的随机共振现象研究等内容。简要介绍了偶次谐波磁通门的原理及结构，针对奇次谐波对偶次谐波型磁通门的影响，介绍了时间差型磁通门的原理和相关的灵敏度计算公式等基础理论。通过理论研究及对比给出时间差型磁通门的优势所在；为对时间差型磁通门磁芯选材进行深入研究，提出磁滞回线的修正模型。利用修正模型对时间差型磁通门的输出特性进行研究，得出磁芯相关参数对时间差型磁通门的具体影响；为获得更好的磁通门探头设计方案，设计多种磁通门的探头参数进行比较。通过对物理制作参数的研究得出相关的结论，为探头的物理加工指明方向并提供参考。设计了全数字化的时间差型磁通门，以FPGA为数控核心，搭配信号的转换、处理电路，完成了整体化设计，采样计数周期为5ns；为解决磁芯噪声对输出信号的影响，研究了时间差型磁通门的随机共振效应，提出利用反馈改进时间差型磁通门系统参数的方法，并进一步提出时间差型磁通门级联的理论可能；最后对制作完成的时间差型磁通门做了相关的指标实验测试，得到时间差型磁通门原理样机的测量范围>105nT，线性度<0.09%，测量精度<0.018%满量程等指标。为进一步研究时间差型磁通门提供技术储备。