[發(fā)明專利]三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510421104.4
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN104977549B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 李炎新;張琪;汪濤;高成;石立華;孫晨鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置，包括巨磁阻磁場傳感器和調(diào)理電路一體化的3塊等腰直角三角形的4層PCB電路板、激光供能模塊、電光轉(zhuǎn)換模塊、等邊三角形的底板和全介質(zhì)光纜；其特征是，巨磁阻磁場傳感器和調(diào)理電路制作到同一塊4層PCB電路板上，在最外一層銅層的三角形重心位置直接安裝切向敏感的貼片巨磁阻磁場傳感器，方向指向三棱錐頂，第2層銅層為地層，起屏蔽作用，第3層銅層為布線層，第4層銅層為元件層，用于安裝貼片電子元器件，3塊等腰直角三角形的4層PCB電路板相互正交成直角錐狀，并且與等邊三角形底板構(gòu)成一個三棱錐形的四面體，PCB制板時，在其TopSolder層邊沿留出一條上錫且接地的線條，四面體組裝時，由細長的薄銅條將接縫用錫焊接起來，使整個測量裝置構(gòu)成一個完整的屏蔽體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置，其特征是，巨磁阻磁場傳感器電橋兩個信號輸出端與運算放大器的差分輸入端連接，實現(xiàn)對每一個巨磁阻磁場傳感器信號的差分放大。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置，其特征是，將調(diào)理電路輸出的磁場信號轉(zhuǎn)換成光信號，由光纜從測量裝置輸送至遠處的光接收機，轉(zhuǎn)換成電信號，再由數(shù)字采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成計算機處理的數(shù)字信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置，其特征是，激光供能模塊將遠處激光器發(fā)出且通過光纜送來的激光能量轉(zhuǎn)換成電能，給巨磁阻磁場傳感器、調(diào)理電路和電光轉(zhuǎn)換模塊提供電能。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置，其特征是，所述的全介質(zhì)光纜，包括傳輸供能激光的光纜和傳輸測量信號的光纜，不含金屬加強筋，從測量裝置的底板穿過。

6.用權(quán)利要求1所述的三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置測量脈沖磁場的方法，包括下列步驟：

（1）用磁場模擬器對三棱錐形三維脈沖磁場測量裝置的每一個巨磁阻磁場傳感器分別標定；被標定的巨磁阻磁場傳感器磁場敏感方向與磁場模擬器磁場方向一致，根據(jù)磁場模擬器產(chǎn)生的脈沖磁場峰值和測量輸出的電壓峰值，分別算出3個巨磁阻磁場傳感器的磁場測量靈敏系數(shù)k₁，k₂，k₃；

（2）測量時將測量裝置按給定的位置放置，使測量裝置的底面與xoy水平面平行，第1塊PCB電路板的底線與x軸平行；

（3）由三棱錐形巨磁阻磁場傳感器測量得到的脈沖磁場輸出電壓分別除以對應的磁場測量靈敏系數(shù)k₁，k₂，k₃，得到巨磁阻磁場傳感器切向上的磁場B₁、B₂和B₃；

（4）利用公式(1)~(3)分別計算出三維直角坐標軸方向上的正交磁場分量B_z、B_y和B_x；

(1)

(2)

(3)

（5）上述3個正交分量，矢量合成得到被測三維磁場。