随着电子技术以及磁电子学的发展，磁场探测技术在电力系统中发挥起越来越重要的作用。而电力系统智能化及信息化的发展趋势，使得对磁场探测精度提出了更高的要求。目前，磁场探测技术众多，主要有磁电阻磁强计、超导量子干涉仪、光泵磁强计以及磁通门磁强计等。其中磁电阻传感器以其灵敏度高、封装尺寸小、价格便宜且可靠性高等优点最具有研究前景，而隧道磁电阻传感器作为最新一代磁电阻传感器，由于其灵敏度比各向异性磁电阻传感器和巨磁阻传感器大很多，成为近年来研究的热点。但是隧道磁电阻传感器存在本底噪声过大的不足，本文为了改善这一不足，应用锁相放大技术设计并开发了基于隧道磁电阻传感器的三轴弱磁探测系统，在进一步提高隧道磁电阻传感器灵敏度的同时，也降低了它的噪声。　　首先通过芯片调研，本文选择江苏多维科技的三轴线性传感器TMR2305作为探测系统的前端敏感元件，为了减少干扰，将TM2305单独焊接在一块PCB板上作为探测系统的探头，通过连接器将探头电路板和信号调理电路板相连，完成信号的传输。　　接着针对TMR2305输出信号的特点，设计了基于锁相放大技术的信号调理电路，具体包括调制电路、放大电路、交流耦合、相敏检波和低通滤波。传感器输出的直流电压信号首先经过调制电路转化为2kHz的交流信号，然后通过低噪声放大电路进行交流放大，接着通过交流耦合初步抑制系统的噪声，输出的信号经过相敏检波电路和2kHz参考信号完成乘法的运算，得到一个差频分量、一个和频分量以及高频噪声，最后经过低通滤波电路后，滤除和频分量和大量的噪声，得到一个放大后的直流信号。设计了FPGA的最小系统来控制三片AD7710完成信号调理电路输出模拟信号的A/D转换。经过模数转换后的数据通过RS232上传到探测系统的上位机软件中，上位机软件是基于LabVIEW使用模块化和层次化的思想，采取由上至下的方法来进行设计，主要功能为磁场数据的采集、处理以及在LabVIEW的前面板中显示并储存起来。　　最后，对弱磁探测系统的性能指标进行标定和测试，采用东方晨景公司定制的闭环三维磁场发生器来产生标准磁场，以及采用中国钢铁研究院定制的五层屏蔽筒来屏蔽地磁场和杂散磁场，为探测系统的性能指标标定提供稳定的测试环境，系统三个轴向的性能指标相差无几，灵敏度约为38uV/nT、线性度为0.9999，噪声约为0.9nT，探测系统的灵敏度不仅提高了约150倍，同时也改善了隧道磁电阻传感器本底噪声过大的不足。实验结果表明本文设计的弱磁探测系统满足电力系统中对磁场测量高精度的要求。