（1） 产品概述
主动消磁器由磁场补偿控制器、三轴磁传感器、三轴补偿线圈、磁场补偿显控软件等构成，如图1，其基于多变量闭环反馈技术控制，通过在工作区内三个正交方向实时产生与干扰磁场方向相反的磁场，从而抑制车辆、电梯等引起的各类杂散干扰磁场和电力线产生的工频及谐波干扰磁场，该系统为国内创造。具备消磁范围大、消磁带宽宽、衰减系数高、磁场噪声低、数值实时显示。
（2） 主要技术指标
| 产品名称 | DMC-5003 | DMC-5003A |
| 消除磁场方向 | 三维X\Y\Z | 三维X\Y\Z |
| 消除磁场范围 | ±5 μT | ±5 μT |
| 消除磁场带宽 | DC ～ 3 kHz | DC ～ 10 kHz |
| 衰减系数 | >50 dB @0.1 Hz>30 dB @50 Hz | >60 dB @0.1 Hz>40 dB @50 Hz>20 dB @10 kHz |
| 磁场噪声 | <0.7nT RMS(0.1 Hz ～ 3 kHz) | <1.5 nT RMS(0.1 Hz ～ 10 kHz) |
| 磁场稳定性 | <2 nT/24 h@（20℃~25℃，预热0.5 h） | <2 nT/24 h@（20℃~25℃，预热0.5 h） |
| 磁场示值准确度 | <0.5%读数±0.2 nT | <0.5%读数±0.2 nT |
| 信号输出接口 | 3 x BNC（模拟）、RS232（数字） | 3 x BNC（模拟）、RS232（数字） |
| 主动消磁器尺寸 | 19″-3U | 19″-3U |
| 工作电源 | 220VAC，50Hz | 220VAC，50Hz |
（3） 应用领域
1. 改善扫描式电子显微镜（SEM）、穿透式电子显微镜（TEM）成像质量、电子探针显微分析仪（EY-MA）、离子探针分析仪（IPA）等电子束、离子束设备周围恶劣的磁场环境，保障设备使用环境要求。
2. 组合磁屏蔽室构建极低磁场噪声的空间，用于脑磁、心磁等生物磁性研究和古地磁研究。
3. 构建磁传感器调试校准转台周围稳定均匀的地磁环境，保障调试校准结果的准确可靠。
（4） 磁场补偿控制器
磁场补偿控制器是实现干扰磁场消除的关键，通过磁通门传感器感知的磁场信号，产生实时消磁电流，前面板设置有一键式电源开关，便于消磁操作。该主动消磁器内置32位高精度数据采集模块，通过数据处理，在液晶屏幕上实时显示当前三分量磁场值，同时通过RS232串口实时广播该磁场数据，可以准确测量当前环境剩磁情况。外部接口包括：三轴磁通门信号输入接口、目标磁场输入接口、消磁电流输出接口、磁场信号监测接口、电源开关按钮、电源开关按钮等。
1. 具有直流磁场、交流磁场显示功能；
2. 具有消磁电流显示功能；
3. 具有消磁和测磁切换功能；
4. 具有磁场数据存储功能。
（5） 亥姆霍兹线圈
三轴磁场线圈是消磁系统的执行机构，三轴磁场线圈均分别包括X\Y\Z轴线圈框架和线圈绕组或暗埋线圈绕组，实现在三个正交方向产生磁场。磁场线圈结构参数设计时主要考虑几个方面：
1. 均匀区空间不小于聚焦离子束系统（FEI STARTA DB235）、环境扫描电镜（FEI QUANTA 200FEG）、透射电子显微镜（FEI TECAI G2 20 S-TWIN）、场发射透射电子显微镜（FEI TECAI F20）四套设备的磁敏感区域；
2. 3 m（长）×3 m（宽）×3 m（高）赫姆霍兹补偿线圈均匀度：
| 球域直径（mm） | 非均匀度（%） |
| 500 | 0.03 |
| 1000 | 0.54 |
| 1500 | 3.09 |
3. 三轴磁场线圈的外形尺寸尽量小或者按照实验室空间情况布局；
4. 拟采用如图3所示近似正方形亥姆霍兹组合线圈结构，每个磁场线圈均由两个相同的平行同轴的矩形线圈构成，三个轴线相互正交。
（6） 磁通门传感器
采用我公司独立自主研设计制造的高精度磁通门传感器系列，如图4所示。磁通门传感器是利用高磁导率磁芯在激励线圈交变磁场的饱和激励下，磁芯的磁导率发生周期性饱和与非饱和变化，使缠绕在磁芯上的检测线圈检测输出与外界磁场大小成正比的电压信号，实现对外界磁场的测量。该传感器具有低噪声、宽频响、高线性度，高正交度、小体积、低温漂、低功耗等特点。
（7） 上位机显控软件
上位机显控软件在Visual studio平台上采用C#语言进行软件开发。Visual studio是微软公司推出的开发环境，是目前流行的Windows平台应用程序开发环境，可用来创建Windows平台下的Windows应用程序和网络应用程序，也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和Office插件，功能十分强大。C#语言是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.Net Framework之上的高级程序设计语言，是第一个面向组件的编程语言，与COM（组件对象模型）直接集成，语言借鉴了Java、Delphi等语言的有点，并兼容C和C++，是兼顾系统开发和应用开发的最佳实用语言。上位机显控软件主界面如下图5所示。
可实现的功能主要包括以下几方面，可根据客户要求扩展。
1. 串口通讯功能
通过232串口与系统通讯，发送命令并接收系统的回令；其中包括：
a) 发送磁场设置命令，接收磁场设置结果；
b) 设置消磁参数；
c) 设置串口通讯参数；
d) 接收3通道磁场数据。
2. 数据解析功能
按照通讯协议解析串口数据，得到解码后的数据，实现该功能流程图如图6。
3. 显示功能
对解析后需要显示的数据进行显示，显示有多种形式，包括文字显示、指示灯显示、波形图显示等。其中文字显示和指示灯显示可通过Visual stdio中的基础控件实现，波形图则需要用到图形控件。采用ChartDirector控件实现波形图的绘制，这款控件是一款商业的图标库，有多种语言的版本，使用该控件做出来的图标非常精细漂亮。
