光纤微弱磁场传感器具有灵敏度高、体积小、可以测量三轴向磁场分量等优点,广泛应用于国防、医学、地质等各个领域。本文主要介绍了偏振无关光纤Michelson干涉型微弱磁场传感器信号处理的方案:通过闭环控制工作点算法使干涉仪工作在正交工作点处,再利用相敏检波算法提取传感器输出信号的基频分量,以测量直流磁场的大小。叙述了该方案的原理、软硬件设计过程,并通过实验进行了验证,本文主要内容如下:首先,研究了基于磁致伸缩效应的光纤微弱磁场传感器传感原理以及输出信号的特征,分析得出在干涉仪处于正交工作点时,传感器输出信号的基频分量与被测直流磁场成正比关系。研究了外界环境变化引起的干涉仪输出信号衰落问题,在比较几种常见的解决方案后,选用灵敏度高、结构简单的闭环控制工作点算法来稳定干涉仪的工作点。其次,分析了系统各部分的噪声,以提高系统信噪比为原则,设计了由信号通道、参考通道、相关解调器三部分组成的相敏检波系统。信号通道由硬件实现,包括光电探测前置放大电路及滤波电路;参考通道及相关解调器部分则利用Labview软件编程实现。另外,采用软件平滑滤波等处理以减小白噪声和高频噪声的影响,利用接地及屏蔽技术消除外界的电磁干扰,并对电路进行合理布局布线,以获得高信噪比的光纤微弱磁场传感器系统。最后,利用本文设计的信号处理方案对传感器系统性能进行验证,测试了传感器的频率响应特性及在加载不同交流调制磁场时传感器探测直流磁场的情况。实验证明,传感器输出信号稳定性良好,不稳定度低于1%,系统噪声为3mV左右。在同一交流调制磁场作用下输出信号与被测直流磁场成线形关系,线性度优于99.8%。而增大交流调制磁场可提高传感器的灵敏度,且在系统噪声一定的情况下可进一步减小最小可探测磁场;在交流调制磁场为4000nT时,测得传感器相位灵敏度为1.4×10^-3 rad/nT,最小可探测磁场为0.57nT,动态范围为70.1dB。