磁通门传感器是一种基于软磁材料磁化饱和时的非线性特性而工作的磁场测量仪器,是直接测量外界磁场分量的矢量磁强计。磁通门传感器具有结构简单、体积小、耐震性好及精度较高等优点,在科学研究、国防建设、工业生产、日常生活等领域都有广泛的用途。本课题在国家自然科学基金支持下展开研究,目的是研制用于水下磁场测量的高精度磁通门传感器,由于惯性导航系统的定位误差随时间累积,因此必须予以校正或重调。常规方法是接收GPS或其它有源无线电导航信号实现,由于这种方法需要水下航行器浮出或近水面航行,使其隐蔽性大大降低而且安全性受到了很大的威胁,因此提出了基于地磁场测量的水下定位方法来解决次矛盾。因此,研究和发展高精度、稳定性好、高分辨率、功耗低的磁通门传感器具有重要意义。本文调研了国内外磁通门传感器的有关文献,通过对国内外磁通门传感器的发展状况和应用的回顾,深入探讨了磁通门磁力计的结构及磁通门传感器的工作原理,并从其数学模型角度出发,深入的分析了磁通门传感器输出信号,采取二次谐波检测方案。在此基础上,给出了磁通门传感器的实现方案(前端电路通过谐振、二次谐波放大、带通滤波、相敏检波及二阶巴特沃斯低通滤波器将磁通门信号调制成了可以表征磁场大小的直流电压信号),完成了开环的磁通门传感器信号检测和处理电路的设计与制作,完成了电路的整体调试及初步实验测试。模拟式磁通门传感电路的最大缺点是温度性能较差,采用数字信号处理的传感电路可大大改善磁通门传感器的温度性能。目前,国内用FPGA对磁通门输出信号进行数字化处理的研究较少。本文给出了数字式磁通门传感电路的实现方案,对已完成的模拟电路进行了数字化,采用AD7671对磁通门前端电路产生的正弦波信号进行数据采集,经FPGA的数字处理和PID调节,再由AD7836回馈到反馈线圈。完成了数字式磁通门传感电路各模块的硬件设计与程序编制,对各模块构成的整体系统进行了功能仿真,初步验证方案与软件设计的正确性。