通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法，通過(guò)在屏蔽磁場(chǎng)線圈外繞制特定規(guī)格的補(bǔ)償繞組，通過(guò)補(bǔ)償繞組改變?cè)艌?chǎng)線圈的磁力線分布，使得屏蔽磁場(chǎng)線圈的非均勻性成數(shù)量級(jí)的增加。補(bǔ)償繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)與因?yàn)榇牌帘螌痈淖兞舜艌?chǎng)線圈內(nèi)部的磁力線分布而增加非均勻部分磁場(chǎng)的大小相等、方向相反，以達(dá)到補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的目的。
【專利說(shuō)明】通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種屏蔽磁場(chǎng)線圈的非均勻性補(bǔ)償技術(shù)，特別是涉及一種通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性補(bǔ)償方法，屬于電磁【技術(shù)領(lǐng)域】。【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)弱磁場(chǎng)磁傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試時(shí)，為了屏蔽環(huán)境干擾磁場(chǎng)的影響，常常使用屏蔽裝置和磁場(chǎng)線圈組合的方式。即將用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線圈放入屏蔽裝置的中心，形成屏蔽磁場(chǎng)線圈。此時(shí)，屏蔽裝置中有穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)，通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)對(duì)待檢測(cè)的弱磁場(chǎng)磁進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0003]但由于屏蔽裝置的增加，會(huì)影響磁場(chǎng)線圈所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)的均勻性。目前使用的屏蔽磁場(chǎng)線圈，由于磁屏蔽層與磁場(chǎng)線圈的相互作用，磁屏蔽層改變了磁場(chǎng)線圈內(nèi)部的磁力線分布，使得標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)的均勻度發(fā)生很大變化，磁場(chǎng)非均勻性會(huì)成數(shù)量級(jí)的倍數(shù)增加。以常用的加列特型螺線管磁場(chǎng)線圈為例，在空氣中使用時(shí)，其中心20%空間的磁場(chǎng)非均勻性可以優(yōu)于0.01% ;而在屏蔽裝置里使用時(shí)，相同區(qū)域的磁場(chǎng)非均勻性可達(dá)2%-3%，嚴(yán)重影響弱磁場(chǎng)磁傳感器的校準(zhǔn)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法，能夠補(bǔ)償因磁屏蔽層與磁場(chǎng)線圈相互作用，導(dǎo)致磁場(chǎng)線圈內(nèi)部磁力線分布改變而增加的磁場(chǎng)非均勻性，從而有效解決屏蔽磁場(chǎng)線圈均勻度大幅變差的問(wèn)題。
[0005]所述通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法，其具體步驟為:
[0006]步驟一、在屏蔽磁場(chǎng)線圈中間段的軸線上選取兩個(gè)以上檢測(cè)點(diǎn)，測(cè)量所選取的檢測(cè)點(diǎn)的線圈常數(shù)。
[0007]步驟二、以屏蔽磁場(chǎng)線圈中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，步驟一中所測(cè)得的各檢測(cè)點(diǎn)的線圈常數(shù)為縱坐標(biāo)、相應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)間距離的矢量值為橫坐標(biāo)，繪制線圈常數(shù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的線圈常數(shù)與該檢測(cè)點(diǎn)距離屏蔽磁場(chǎng)線圈中心點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系曲線。
[0008]步驟三、截取步驟二所繪制的坐標(biāo)關(guān)系曲線中坐標(biāo)原點(diǎn)左右兩個(gè)拐點(diǎn)之間的部分，將該部分作為屏蔽磁場(chǎng)線圈的工作段，采用下述多項(xiàng)式(I)擬合工作段曲線:
[0009]Kb(X) = KB0+KB2X2+KB4X4 (I)
[0010]式中:KB(X)為線圈常數(shù)擬合式；KB(1、KB2、KB4為擬合公式常數(shù)；Χ為檢測(cè)點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離；
[0011]步驟四、設(shè)繞制在屏蔽磁場(chǎng)線圈外的補(bǔ)償繞組的半徑為r，間距為2d，匝數(shù)為2w ；
[0012]采用公式(2)計(jì)算補(bǔ)償繞組中心軸線上任意點(diǎn)的線圈常數(shù)，其中半徑!r為常量，d、w均為可調(diào)節(jié)量；
【權(quán)利要求】
1.通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法，其特征在于， 步驟一、在屏蔽磁場(chǎng)線圈中間段的軸線上選取兩個(gè)以上檢測(cè)點(diǎn)，測(cè)量所選取的檢測(cè)點(diǎn)的線圈常數(shù)； 步驟二、以屏蔽磁場(chǎng)線圈中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，步驟一中所測(cè)得的各檢測(cè)點(diǎn)的線圈常數(shù)為縱坐標(biāo)、相應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)間距離的矢量值為橫坐標(biāo)，繪制線圈常數(shù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的線圈常數(shù)與該檢測(cè)點(diǎn)距離屏蔽磁場(chǎng)線圈中心點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系曲線； 步驟三、截取步驟二所繪制的坐標(biāo)關(guān)系曲線中坐標(biāo)原點(diǎn)左右兩個(gè)拐點(diǎn)之間的部分，將該部分作為屏蔽磁場(chǎng)線圈的工作段，采用下述多項(xiàng)式(I)擬合工作段曲線:
KB(X)= KB0+KB2X2+KB4X4 (I) 式中=Kb(X)為線圈常數(shù)擬合式；KB(1、KB2、KB4為擬合公式常數(shù)；Χ為檢測(cè)點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離； 步驟四、設(shè)繞制在屏蔽磁場(chǎng)線圈外的補(bǔ)償繞組的半徑為r，間距為2d，匝數(shù)為2w ； 采用公式(2)計(jì)算補(bǔ)償繞組中心軸線上任意點(diǎn)的線圈常數(shù)，其中半徑r為常量，d、w均為可調(diào)節(jié)量；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法，其特征在于，步驟一中所述的中間段的長(zhǎng)度不小于屏蔽磁場(chǎng)線圈長(zhǎng)度的30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法，其特征在于，所述補(bǔ)償繞組的半徑略大于屏蔽磁場(chǎng)線圈的半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)繞組補(bǔ)償屏蔽磁場(chǎng)線圈非均勻性的方法，其特征在于，所述步驟六中，當(dāng)求得的匝數(shù)值2w的小數(shù)位在[0，0.3)及(0.7，I]之間時(shí)，采用四舍五入的方法近似取整；當(dāng)近似取整后為正整數(shù)時(shí)，補(bǔ)償繞組與屏蔽磁場(chǎng)線圈正向串聯(lián)；當(dāng)近似取整后為負(fù)整數(shù)時(shí)，補(bǔ)償繞組與屏蔽磁場(chǎng)線圈反向串聯(lián)； 當(dāng)求得到的匝數(shù)值2w的小數(shù)位在在[0.3,0.7]時(shí)，取進(jìn)位后的整數(shù)值2w。，然后在補(bǔ)償繞組的供電電路上并聯(lián)一個(gè)分流電阻；保證增加分流電阻后流過(guò)補(bǔ)償繞組的電流與供電電路的總電流之間的比值n為刃=:°
【文檔編號(hào)】G01R1/18GK103454461SQ201310399720
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】程華富, 翟晶晶, 李享 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所