[發明專利]一種改良B-H測量線圈及基于此線圈的立方體樣件二維磁特性測量方法

有效

• 申請號: 201710470672.2
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107271932B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 丁曉峰;任素萍;翟容
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 11489 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳超

1.一種磁場強度H測量線圈，其特征在于：該H測量線圈由四層印制電路板PCB制成，中間兩層和外側兩層PCB上刻蝕出的線圈窗口正對印制電路板PCB的側面，安裝在頂層和底層的導線構成一定匝數的測量線圈，并在中間兩層的導線組成同等數量匝數的測量線圈；針對每層電路板進行布線，使中間兩層通過過孔連接形成閉合回路，構成內層H測量線圈，且每匝閉合線圈的起始端導線與豎直導線呈一定夾角的布線方式串聯連接至相鄰閉合線圈；外側兩層通過同樣方法形成等數量匝數的外層H測量線圈，內、外層H測量線圈通過過孔串聯形成整體磁場強度H測量線圈；上述每一層內的傳感線圈導線投影重合，進而消除磁場強度法向分量導致的測量誤差。

2.一種基于B-H測量線圈及待測立方硅鋼樣件的測量結構，其特征在于：

它是由待測量的立方體硅鋼樣件、權利要求1所述的磁場強度H測量線圈和磁通密度B測量線圈組成；

其中，磁通密度B測量線圈由四層印制電路板PCB制成，每層進行螺旋形布線形成數匝閉合的串聯線圈；同時，對四層電路板板進行相同布線，使印制電路板每層上刻蝕出的閉合線圈閉合表面正對印制電路板PCB的正面；通過過孔將每層的閉合B測量線圈的起始端與上一層閉合B測量線圈的末端連接，通過此方式依次串聯連接四層的B測量線圈，形成整體磁通密度B測量線圈，其頂層的閉合B測量線圈的起始端及底層的閉合B測量線圈末端通過過孔與外接電路相連接；

4個H測量線圈緊緊貼附在立方樣品的前后左右四個側面上，前、后側面的H測量線圈串聯連接，用以測量待測立方硅鋼樣件內沿X方向的磁場強度；左、右側面的H測量線圈串聯連接，用以測量待測立方硅鋼樣件內沿Y方向的磁場強度；4個B測量線圈貼附在H測量線圈外表面，與H測量線圈相同，處于對立面的B測量線圈串聯連接，分別對待測立方硅鋼樣件內的磁通密度沿X和Y方向的分量進行測量。

3.一種基于權利要求1所述的磁場強度H測量線圈的標定方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一：將磁場強度H測量線圈固定在H測量線圈固定手柄上，并將固定手柄與螺線管骨架裝配；

步驟二：接通單相調壓器一次側的電源，通過旋轉調壓器旋鈕調節二次側輸出電壓大小，從而改變校準螺線管繞組中通過電流的大小，用電流鉗及示波器顯示并記錄各組實驗的電流波形；

步驟三：螺線管中的測量線圈兩端連接放大器輸入端，放大器輸出通過數據采集卡傳輸到計算機，在計算機上使用LABVIEW軟件顯示線圈感應電壓的波形；

步驟四：重復執行步驟一至步驟三，并記錄50組感應電壓及對應通過螺線管內電流波形，利用此數據計算測量時間范圍內感應電壓及對應通過螺線管內電流的有效值；

步驟五：由電流的有效值計算得到對應的螺線管內磁場強度的有效值；利用多組磁場強度H及其對應感應電壓的有效值E_H，進行線性回歸擬合E_H-H直線，從而得到的磁場強度測量線圈的對應關系H＝f(E_H)，即完成磁場強度H測量線圈的標定。