[發(fā)明專利]一種三軸磁傳感器磁軸垂直度的標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210353395.4
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102853760A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏世佐;葉青;王亞東;王常虹
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B7/305
• 分類號: G01B7/305;G01R33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三軸磁傳感器磁軸垂直度的標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

磁場探測尤其是弱磁場的精確探測已經(jīng)涉及到國防建設(shè)、科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活等重要領(lǐng)域，如環(huán)境磁場監(jiān)測、地磁場研究、石油礦藏勘探、磁性材料無損探傷、水面水下艦艇武器偵查、宇宙空間磁場測量等各個方面。要想對磁場進(jìn)行精確探測，磁測方法與磁測儀器的研究是關(guān)鍵。

磁場傳感器是電子測量領(lǐng)域及發(fā)展高水平控制系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一，使用磁性材料制成的磁傳感器及相關(guān)器件在電機(jī)控制、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療電子、自動化等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而隨著地磁導(dǎo)航技術(shù)及其他信息技術(shù)的發(fā)展，人們對磁傳感器的大小、靈敏度、穩(wěn)定性及功耗等提出了越來越高的要求，為此，國內(nèi)外都致力于開發(fā)具有高靈敏度、快速響應(yīng)和強(qiáng)抗干擾能力的新型磁傳感器。

近二三十年來，磁力法磁強(qiáng)計目前還在一定領(lǐng)域內(nèi)使用，但其已逐步被磁通門磁強(qiáng)計等其它形式的磁強(qiáng)計所取代；磁感應(yīng)法磁強(qiáng)計是最有效的脈沖強(qiáng)磁場測量儀器；磁通門磁強(qiáng)計應(yīng)用廣泛，特別是在弱磁場的測量中，且微型化是其發(fā)展進(jìn)步的趨勢；新效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，以及新材料和新工藝的出現(xiàn)，使得電磁效應(yīng)法磁強(qiáng)計的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，特別是巨磁阻、巨磁阻抗效應(yīng)法在微弱磁場測量領(lǐng)域已顯現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力；磁共振磁強(qiáng)計作為精密磁強(qiáng)計，在弱磁場測量領(lǐng)域仍占據(jù)重要地位；超導(dǎo)效應(yīng)法磁強(qiáng)計仍然是最精密的磁場測量儀器，且隨著高溫SQUID技術(shù)的成熟，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大；基于磁光效應(yīng)法的光纖磁場測量儀器適于測量強(qiáng)磁場，但隨著基于磁致伸縮效應(yīng)的光纖微弱磁場傳感技術(shù)的進(jìn)步，光纖磁場測量儀器在微弱磁場測量領(lǐng)域也將有新的應(yīng)用空間。隨著計算機(jī)、自動化、超大規(guī)模集成電路制造等技術(shù)的發(fā)展以及新材料和新工藝的出現(xiàn)，像其它儀器一樣，高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定度、高分辨率、微小型化、數(shù)字化、智能化是磁場測量技術(shù)及儀器發(fā)展的必然方向。

目前，應(yīng)用于靜態(tài)磁場測量的傳感器較多，其中三分量磁通門傳感器的應(yīng)用較為廣泛，如用于艦艇磁場測量、地磁導(dǎo)航中地磁場測量、磁性檢測站的磁場測量、水下定點(diǎn)磁場探測、金屬探測、磁探傷等場合。

三分量磁通門傳感器是艦船磁場測量、地磁場測量、水中兵器引信及艦船導(dǎo)航中常用的儀器。這種傳感器內(nèi)部由三個螺線管作為其對三維磁場的敏感元件，這三個螺線管確定了一個正交的測量坐標(biāo)系。但是由于加工工藝等原因，使這樣一個由三個螺線管確定的坐標(biāo)系存在坐標(biāo)系三個坐標(biāo)軸不完全正交帶來的系統(tǒng)誤差

三軸磁強(qiáng)計和三軸亥姆霍茲線圈都要求互相垂直，但是由于加工工藝水平和安裝工藝水平的限制，它們不可能做到完全垂直，這種非正交性對整個系統(tǒng)精度的影響非常突出，所以我們需要對它們的垂直度進(jìn)行測量并校正。目前測量三軸非正交垂直度誤差的方法有一些，這些方法有的精度不高，有的對設(shè)備要求過于苛刻，還有測量儀器量程的限制，目前還沒有一種解決這些問題的一個很好的方法，重要的是還沒有一種對三軸磁強(qiáng)計磁軸垂直度進(jìn)行標(biāo)定的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前三軸非正交垂直度誤差測量方法的弊端，提出一種可以實現(xiàn)高精度、不受測量儀器量程限制、不受產(chǎn)生磁場精度限制的三軸磁強(qiáng)計磁軸垂直度標(biāo)定方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)如下：