[发明专利]通过绕组补偿屏蔽磁场线圈非均匀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种屏蔽磁场线圈的非均匀性补偿技术，特别是涉及一种通过绕组补偿屏蔽磁场线圈非均匀性补偿方法，属于电磁技术领域。

背景技术

在对弱磁场磁传感器进行校准测试时，为了屏蔽环境干扰磁场的影响，常常使用屏蔽装置和磁场线圈组合的方式。即将用于产生标准磁场的磁场线圈放入屏蔽装置的中心，形成屏蔽磁场线圈。此时，屏蔽装置中有稳定的标准磁场，通过该标准磁场对待检测的弱磁场磁进行校准。

但由于屏蔽装置的增加，会影响磁场线圈所产生的标准磁场的均匀性。目前使用的屏蔽磁场线圈，由于磁屏蔽层与磁场线圈的相互作用，磁屏蔽层改变了磁场线圈内部的磁力线分布，使得标准磁场的均匀度发生很大变化，磁场非均匀性会成数量级的倍数增加。以常用的加列特型螺线管磁场线圈为例，在空气中使用时，其中心20％空间的磁场非均匀性可以优于0.01％；而在屏蔽装置里使用时，相同区域的磁场非均匀性可达2％～3％，严重影响弱磁场磁传感器的校准精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种通过绕组补偿屏蔽磁场线圈非均匀性的方法，能够补偿因磁屏蔽层与磁场线圈相互作用，导致磁场线圈内部磁力线分布改变而增加的磁场非均匀性，从而有效解决屏蔽磁场线圈均匀度大幅变差的问题。

所述通过绕组补偿屏蔽磁场线圈非均匀性的方法，其具体步骤为：

步骤一、在屏蔽磁场线圈中间段的轴线上选取两个以上检测点，测量所选取的检测点的线圈常数。

步骤二、以屏蔽磁场线圈中心点为坐标原点，步骤一中所测得的各检测点的线圈常数为纵坐标、相应检测点与坐标原点间距离的矢量值为横坐标，绘制线圈常数各个检测点的线圈常数与该检测点距离屏蔽磁场线圈中心点的坐标关系曲线。

步骤三、截取步骤二所绘制的坐标关系曲线中坐标原点左右两个拐点之间的部分，将该部分作为屏蔽磁场线圈的工作段，采用下述多项式(1)拟合工作段曲线：

K_B(X)＝K_B0+K_B2X²+K_B4X⁴    (1)

式中：K_B(X)为线圈常数拟合式；K_B0、K_B2、K_B4为拟合公式常数；X为检测点与中心点的距离；

步骤四、设绕制在屏蔽磁场线圈外的补偿绕组的半径为r，间距为2d，匝数为2w；

采用公式(2)计算补偿绕组中心轴线上任意点的线圈常数，其中半径r为常量，d、w均为可调节量；