[发明专利]非屏蔽SERF原子磁力仪磁场抵消线圈非正交角测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种非屏蔽SERF原子磁力仪磁场抵消线圈非正交角测量装置，其特征在于：包括在三轴磁场抵消线圈(1)的中心放置一个标量磁力仪探头(4)，其中三轴磁场抵消线圈(1)包括一对平行线圈x、一对平行线圈y和一对平行线圈z，标量磁力仪探头(4)输出信号通过精密平方运算电路(6)接入锁相放大器(5)；

设置驱动电流源I和驱动电流源Ⅱ，使一对平行线圈x和一对平行线圈y分别通以频率相同，相位相差90°的正弦激励电流，电流频率为ω，正弦激励电流幅值根据线圈参数设定，使一对平行线圈x和一对平行线圈y分别在中心位置产生的磁场幅度相等，记为B_A；

设置驱动电流源Ⅱ和驱动电流源Ⅲ，使一对平行线圈y和一对平行线圈z分别通以频率相同、相位差90°的正弦激励电流，电流频率为ω，正弦激励电流幅值根据线圈参数设定，使一对平行线圈y和一对平行线圈z分别在中心位置产生的磁场幅度相等，记为B_A1；

设置驱动电流源Ⅰ和驱动电流源Ⅲ，使一对平行线圈x和一对平行线圈z分别通以频率相同、相位差90°的正弦激励电流，电流频率为ω，正弦激励电流幅值根据线圈参数设定，使一对平行线圈x和一对平行线圈z分别在中心位置产生的磁场幅度相等，记为B_A2。

2.按照权利要求1所述的非屏蔽SERF原子磁力仪磁场抵消线圈非正交角测量装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、任选三轴磁场抵消线圈(1)中两对待测线圈，一对平行线圈x和一对平行线圈y；

步骤二、开启一对平行线圈x和一对平行线圈y对应的驱动电流源I和驱动电流源Ⅱ，同时确保另一对平行线圈z对应的驱动电流源Ⅲ处于关闭状态；

步骤三、设置驱动电流源I和驱动电流源Ⅱ，使一对平行线圈x和一对平行线圈y分别通以频率相同、相位差90°的正弦激励电流，电流频率为ω，正弦激励电流幅值根据线圈参数设定，使一对平行线圈x和一对平行线圈y分别在中心位置产生的磁场幅度相等，记为B_A；

步骤四、令锁相放大器(5)锁定频率为2ω的信号，设锁相放大器(5)输出为U₀，则待测一对平行线圈x和一对平行线圈y非正交角α为：

其中， k为标量磁力仪探头(4)探测灵敏度；

步骤五、开启一对平行线圈y和一对平行线圈z对应的驱动电流源Ⅱ和驱动电流源Ⅲ，同时确保另一对平行线圈x对应的驱动电流源Ⅰ处于关闭状态；

步骤六、设置驱动电流源Ⅱ和驱动电流源Ⅲ，使一对平行线圈y和一对平行线圈z分别通以频率相同、相位差90°的正弦激励电流，电流频率为ω，正弦激励电流幅值根据线圈参数设定，使一对平行线圈y和一对平行线圈z分别在中心位置产生的磁场幅度相等，记为B_A1；

步骤七、令锁相放大器(5)锁定频率为2ω的信号，设锁相放大器(5)输出为U₀₁，则测量一对平行线圈y和一对平行线圈z非正交角β；

步骤八、开启一对平行线圈x和一对平行线圈z对应的驱动电流源Ⅰ和驱动电流源Ⅲ，同时确保另一对平行线圈y对应的驱动电流源Ⅱ处于关闭状态；

步骤九、设置驱动电流源Ⅰ和驱动电流源Ⅲ，使一对平行线圈x和一对平行线圈z分别通以频率相同、相位差90°的正弦激励电流，电流频率为ω，正弦激励电流幅值根据线圈参数设定，使一对平行线圈x和一对平行线圈z分别在中心位置产生的磁场幅度相等，记为B_A2；

步骤十、令锁相放大器(5)锁定频率为2ω的信号，设锁相放大器(5)输出为U₀₂，测量一对平行线圈x和一对平行线圈z非正交角γ：

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