[發明專利]弱磁傳感器技術指標的車載移動式現場測評裝置及方法

在審

• 申請號: 202211630665.1
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN116047378A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 繆培賢;劉志棟;崔敬忠;陳江;楊世宇;史彥超;蔡志偉;陳大勇;張金海;楊旭紅
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: G01R33/00
• 分類號: G01R33/00;G01R33/032
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允

1.弱磁傳感器技術指標的車載移動式現場測評裝置，其特征在于，所述裝置包括汽車組件、恒流源組件、對比測量組件和傳感器測量組件；

所述汽車組件包括駕駛室(1)和車廂(2)，所述車廂(2)內部放置恒流源組件、對比測量組件和傳感器測量組件；

所述恒流源組件包括第一磁屏蔽筒(3)、銫光泵磁力儀(4)、第一線圈(5)、頻率源(6)、鑒相電路(7)、PID反饋控制電路(8)、開關(9)和壓控電流源(10)；

所述第一磁屏蔽筒(3)用于屏蔽地磁場；第一線圈(5)和銫光泵磁力儀(4)設置在所述第一磁屏蔽筒(3)的內部，頻率源(6)、鑒相電路(7)、PID反饋控制電路(8)、開關(9)和壓控電流源(10)順次連接，構成鎖相環路，設置在所述第一磁屏蔽筒(3)的外部；所述銫光泵磁力儀(4)連接所述鑒相電路(7)；

第一線圈(5)沿所述第一磁屏蔽筒(3)的內壁繞制，第一線圈(5)與所述第一磁屏蔽筒(3)同軸；所述銫光泵磁力儀(4)為自激振蕩型的M_x光泵磁力儀，被設置在所述第一線圈(5)中心的磁場均勻區，用于測量并輸出載第一線圈(5)產生的磁場所對應的正弦自激振蕩信號；所述頻率源(6)用于向所述鑒相電路(7)輸入特定頻率的正弦信號；所述鑒相電路(7)用于比較銫光泵磁力儀(4)輸出的正弦自激振蕩信號和頻率源(6)輸出的正弦信號的相位差，并使其輸出電壓與兩個輸入信號之間的相位差呈線性關系；所述PID反饋控制電路(8)根據所述鑒相電路(7)輸出的電壓信號實時微調所述壓控電流源(10)的輸出電壓；所述開關(9)用于控制鎖相環路處于開環或閉環狀態，當鎖相環路不工作時開關(9)處于打開狀態；所述壓控電流源(10)用于向所述第一線圈(5)輸入恒定的電流；

所述對比測量組件包括第二磁屏蔽筒(11)、抽運-檢測型原子磁力儀(12)和第二線圈(13)；所述第二磁屏蔽筒(11)用于屏蔽地磁場；所述第二線圈(13)沿所述第二磁屏蔽筒(11)的內壁繞制，所述第二線圈(13)與所述第二磁屏蔽筒(11)同軸；所述抽運-檢測型原子磁力儀(12)被放置在所述第二線圈(13)中心的磁場均勻區，用于測量第三線圈(13)產生的磁場；

所述傳感器測量組件包括第三磁屏蔽筒(14)、弱磁傳感器(15)和第三線圈(16)；所述磁屏蔽筒(14)用于屏蔽地磁場；所述第三線圈(16)沿所述第三磁屏蔽筒(14)的內壁繞制，所述第三線圈(16)與所述第三磁屏蔽筒(14)同軸設置；所述弱磁傳感器(15)被放置在所述線圈(16)中心的磁場均勻區，用于測量載流線圈(16)產生的磁場；

所述第一磁屏蔽筒(3)、第二磁屏蔽筒(11)和第三磁屏蔽筒(14)的結構尺寸相同，第一線圈(5)、第二線圈(13)和第三線圈(16)的結構尺寸相同，三個線圈的線圈系數分別為C₅、C₁₃和C₁₆，符合C₅≈C₁₃≈C₁₆的關系；所述第一線圈(5)、第二線圈(13)和第三線圈(16)串聯起來，并與所述壓控電流源(10)相連；

所述汽車組件用于移動其他組件；所述恒流源組件用于產生電流；所述對比測量組件利用抽運-檢測型原子磁力儀(12)測量第二磁屏蔽筒(11)中的復現磁場；所述傳感器測量組件利用弱磁傳感器(15)測量第三磁屏蔽筒(14)中的復現磁場；利用抽運-檢測型原子磁力儀(12)的測量結果評價待測弱磁傳感器(15)的磁場測量范圍和靈敏度技術指標。

2.根據權利要求1所述的弱磁傳感器技術指標的車載移動式現場測評裝置，其特征在于，所述汽車組件中的車廂(2)采用磁屏蔽材料制造，用于初步屏蔽地磁場和環境磁場噪聲。

3.根據權利要求1所述的弱磁傳感器技術指標的車載移動式現場測評裝置，其特征在于，所述汽車組件中的車廂(2)內部含有不間斷電源，用于給其他組件中的頻率源、電源、電路或磁力儀供電。

4.根據權利要求1所述的弱磁傳感器技術指標的車載移動式現場測評裝置，其特征在于，所述第一線圈(5)、第二線圈(13)和第三線圈(16)的線圈系數被溯源至約瑟夫森效應、量子化霍爾效應和拉莫爾進動效應三種量子自然基準。