[发明专利]一种基于交变磁场线圈等效感应面积标定的系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于交变磁场线圈等效感应面积标定的系统及方法，包括电流源、固定电阻、长直螺线管、线圈固定夹具、标准线圈以及电压采集设备；所述电流源的一端输出连接到功率电阻，所述固定电阻与所述长直螺线管串联后连接到电流源的另一端形成回路；标准线圈与待测线圈分别固定在所述线圈固定夹具上；所述线圈固定夹具放置在长直螺线管内，使得标准线圈与待测线圈位置相对长直螺线管中心对称，标准线圈与待测线圈的两端分别连接到所述电压采集设备的两个采集端口上，同时采集标准线圈与待测线圈的输出电压。本方法可以快速测量待测线圈的等效感应面积，标定操作简单，标定精度可以达到千分之一以内，并可实现多个探针线圈的同时标定。

技术领域

本发明涉及到电磁测量技术领域，具体涉及到一种基于交变磁场高精度探针线圈等效感应面积标定的系统和方法。

背景技术

磁场探针线圈，由若干圈导线在具有非磁性材料骨架上绕制而成，各匝之间互相绝缘，可以通过电磁感应测得其所处空间位置处的磁场强度，具有测量准确度高，能够在高温下稳定工作等特点。探针线圈绕制过程中不可避免地会产生个体差异，因此每个线圈在绕制完成后都需要进行标定，标定完成之后方可使用。目前市场上常用的线圈标定系统都依赖于大型磁体产生强磁场，进而在强磁场中进行标定，因为大型磁体不易获得，且在使用时需要使用霍尔元件测量磁场强度和均匀度，操作繁琐，不适用于对大量线圈进行逐个标定。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于交变磁场高效的探针线圈感应面积标定系统和方法，能够准确的标定线圈的感应面积，实现多个探针线圈面积的同时标定；不依赖于大型磁体和高精度反馈电流，使用时不需要对磁场强度进行测量，能够在实验室简单、快速的实现大量探针面积标定，最大相对误差小于千分之一。

本发明的技术方案为：一种基于交变磁场线圈等效感应面积标定的系统，包括电流源、固定电阻、长直螺线管、线圈固定夹具、标准线圈以及电压采集设备；所述电流源的一端输出连接到功率电阻，所述固定电阻与所述长直螺线管串联后连接到电流源的另一端形成回路；标准线圈与待测线圈分别固定在所述线圈固定夹具上；所述线圈固定夹具放置在长直螺线管内，使得标准线圈与待测线圈位置相对长直螺线管中心对称，标准线圈与待测线圈的两端分别连接到所述电压采集设备的两个采集端口上，同时采集标准线圈与待测线圈的输出电压。

进一步的，所述待测探针线圈数量为一个或多个，能够同时固定在线圈固定夹具的不同位置，同时进行测量；每个探针线圈的输出电压连接到电压采集设备的不同电压采集端口。

进一步的，所述的固定电阻为大功率电阻，电阻为5-20欧姆，功率为1000-5000瓦。

进一步的，所述的电流源为频率幅度可调节的正弦电流源，工作频率为100-500Hz时可实现峰峰值3A以上的电流输出。

进一步的，所述的长直螺线管长度为500mm-1500mm，能够根据待测探针线圈的数量进行调节，通过增加螺线管的长度和匝数能够同时测量更多的线圈。

进一步的，所述线圈固定夹具，保证了待测探针线圈与标准线圈与螺线管的相对位置固定，对称分布于螺线管的中心截面两侧，所述线圈固定夹具包括线圈固定底座，所述线圈固定底座上设置有多个线圈调整支架，所述多个线圈调整支架沿着螺线管中心线左右对称设置，所述线圈固定底座的前端设置有推拉把手；

根据本发明的另一方面，还提出一种基于交变磁场线圈等效感应面积标定的方法，包括如下步骤：

步骤1、将待测的探针线圈与标准线圈固定在线圈固定夹具上；

步骤2、根据待测探针线圈与标准线圈的等效面积，对电流源电流大小进行调节，使得待测探针线圈与标准线圈的输出电压与采集设备相匹配；

步骤3、启动电流源给螺线管与电阻串联回路供电；