CN108919152B - 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法 - Google Patents

振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108919152B
CN108919152B CN201810361134.4A CN201810361134A CN108919152B CN 108919152 B CN108919152 B CN 108919152B CN 201810361134 A CN201810361134 A CN 201810361134A CN 108919152 B CN108919152 B CN 108919152B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
magnetic field
coil
axis
signal generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810361134.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108919152A (zh
Inventor
黄志煌
方祖梅
池辉
许航
方辉
林军
吴路易
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Metrology Institute
Original Assignee
Fujian Metrology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Metrology Institute filed Critical Fujian Metrology Institute
Priority to CN201810361134.4A priority Critical patent/CN108919152B/zh
Publication of CN108919152A publication Critical patent/CN108919152A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108919152B publication Critical patent/CN108919152B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30—Assessment of water resources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明提供一种振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***，包括待检测传感器、上位机、三维亥姆霍兹线圈、减振***、***基座、装载传感器的可移动连接台、信号发生器组以及功率放大器组，所述待检测传感器与所述上位机相连接；所述三维亥姆霍兹线圈固定在所述***基座上；所述装载传感器的可移动连接台通过所述减振***与所述***基座相连接；所述待检测传感器安装在所述装载传感器的可移动连接台上；所述上位机与所述信号发生器组相连接，所述信号发生器组通过所述功率放大器组与所述三维亥姆霍兹线圈相连接。本发明还提供一种检定***所对应的检定方法。本发明优点：能够极大的提高对待检测传感器的磁灵敏度的测量精度和测量效率。

Description

振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法
技术领域
本发明涉及传感器检定领域，特别涉及振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法。
背景技术
振动与冲击传感器是一种通过感受机械运动振动参量(振动速度、加速度、频率等)并转换成可用输出信号的传感器。磁灵敏度是反映振动与冲击传感器对交变磁场敏感程度的一项重要指标，具体是指传感器在均匀磁场中输出的最大值与磁场磁感应强度的比值。磁灵敏度的大小表征了交变磁场对压电传感器工作产生的不利影响所引起的传感器虚假输出，它将直接影响到测量结果的真实性。在某些场合，如在飞机上对传感器的安全性能要求就非常高，对其磁灵敏度的要求也就非常苛刻。特别是在强磁场下，仅磁场引起的噪声输出就足以把待测信号淹没，如果将上述情形的传感器用于这样高要求的场合，由于磁场干扰的随机性，传感器的使用就存在着重大的安全隐患，由此更突显出对这一参数检测的重要性。
当前，振动与冲击传感器的磁灵敏度的测试方法是将传感器放置在一个均匀的一维磁场内，通过不断地改变磁场的角度来求得传感器的磁灵敏值，并得到一个平面的传感器磁灵敏度变化曲线，然后再把传感器旋转一定角度，重复上述的测量，进而测得另一个平面的传感器磁灵敏度变化曲线，当将传感器旋转360度后，得到的就是该传感器在空间磁场的输出曲线(具体技术方案请查阅申请日为：2011.12.27，申请号为20111044632404的中国发明专利公开的振动与冲击传感器磁灵敏度检定***及检测方法)。但是，这种方法存在有如下缺陷：1、需要不断旋转磁场发生装置和旋转传感器的测量角度，因此，整个检测过程较为缓慢，需要耗费较多的时间去进行检测；2、需要旋转传感器的测量角度，而传感器本身就是振动的敏感器件，当传感器旋转时，其引起的无用信号会干扰到待测的信号。
另一种方法是采用“磁场静止，传感器旋转”的方法，由于传感器本身就是振动的敏感器件，当传感器旋转时，它引起的无用信号往往比待测的信号大很多，这会使放大器一直处在过载堵塞状态，且测试时环境振动和导线移动引起的无用信号也和待测信号混在一起而无法分开，因此，用这种方法测试不仅信噪比低，且测试非常困难，对于许多传感器而言，用这种方法根本无法测量。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***，通过该检定***能够极大的提高对待检测传感器的磁灵敏度的测量精度和测量效率。
本发明是这样实现的：振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***，所述检定***包括待检测传感器、上位机、三维亥姆霍兹线圈、减振***、***基座、装载传感器的可移动连接台、信号发生器组以及功率放大器组，所述待检测传感器与所述上位机相连接；所述三维亥姆霍兹线圈固定在所述***基座上；所述装载传感器的可移动连接台通过所述减振***与所述***基座相连接，且使所述装载传感器的可移动连接台与所述三维亥姆霍兹线圈的中心处于同一水平位置；所述待检测传感器安装在所述装载传感器的可移动连接台上；所述上位机与所述信号发生器组相连接，所述信号发生器组通过所述功率放大器组与所述三维亥姆霍兹线圈相连接。
进一步地，所述检定***还包括一电荷放大器以及一数字电压表，所述待检测传感器依次通过所述电荷放大器、数字电压表与所述上位机相连接。
进一步地，所述三维亥姆霍兹线圈由一对X轴线圈、一对Y轴线圈以及一对Z轴线圈两两相互垂直组成。
进一步地，所述信号发生器组包括第一信号发生器、第二信号发生器以及第三信号发生器；所述功率放大器组包括第一功率放大器、第二功率放大器以及第三功率放大器；所述第一信号发生器通过所述第一功率放大器与所述X轴线圈相连接，所述第二信号发生器通过所述第二功率放大器与所述Y轴线圈相连接，所述第三信号发生器通过所述第三功率放大器与所述Z轴线圈相连接。
进一步地，在所述三维亥姆霍兹线圈中，所述X轴线圈、Y轴线圈以及Z轴线圈的中心磁场均至少达到100Gs；中心磁场的均匀区范围为30mm*30mm*30mm，中心磁场的均匀度△H/H优于1％；线圈的最大外径为550mm，最小内径为133mm，最小间距为53mm，整个所述三维亥姆霍兹线圈的重量为95Kg。
进一步地，所述装载传感器的可移动连接台包括一连接台基座、一支撑架以及一滑动导轨；所述连接台基座的底部与所述减振***相连接，所述支撑架的底部与所述连接台基座固定连接，所述滑动导轨与所述支撑架的顶部滑动连接；所述滑动导轨的前端设置有一传感器固定槽，所述待检测传感器安装在所述传感器固定槽中。
进一步地，所述三维亥姆霍兹线圈通过两块线圈固定板固定在所述***基座上。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定方法，通过该检定方法能够极大的提高对待检测传感器的磁灵敏度的测量精度和测量效率。
本发明是这样实现的：振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定方法，所述检定方法需使用上述检定***，所述检定方法包括如下步骤：
步骤S1、将待检测传感器安装到装载传感器的可移动连接台上，并将待检测传感器移动到三维亥姆霍兹线圈的中心点位置；
步骤S2、通过上位机设置要求三维亥姆霍兹线圈产生的磁场强度B，以及设置磁场强度B的旋转方向；
步骤S3、利用上位机控制第一信号发生器和第二信号发生器的信号输出大小，控制第三信号发生器的信号输出为零，使X轴线圈和Y轴线圈产生两路正交的磁场信号Bx和By，且使磁场信号Bx和By的信号叠加之和Bxy等于要求产生的磁场强度B；
步骤S4、保持磁场信号Bx和By的信号叠加之和Bxy不变，让X轴线圈产生的Bx磁场与Bxy磁场之间的夹角α按照设置的旋转方向从0度逐渐变化到360度，且夹角α每次的变化量均为m度；同时，在夹角α每变化一次时，上位机均采集一次待检测传感器的输出值；
步骤S5、利用上位机控制第三信号发生器的信号输出大小，使Z轴线圈产生磁场，且磁场大小Bz＝Bsinβ，β为X轴线圈和Y轴线圈所产生的磁场强度Bxy与磁场强度B之间的夹角；保持第三信号发生器的信号输出大小不变，利用上位机控制第一信号发生器和第二信号发生器的信号输出大小，使X轴线圈和Y轴线圈产生的磁场强度的叠加之和Bxy＝Bcosβ；
保持X轴线圈和Y轴线圈产生的磁场强度的叠加之和Bxy不变，让X轴线圈和Y轴线圈产生的Bxy磁场与X轴线圈产生的Bx磁场的夹角α按照设置的旋转方向从0度逐渐变化到360度，且夹角α每次的变化量均为m度；同时，在夹角α每变化一次时，上位机均采集一次待检测传感器的输出值；
步骤S6、让β按照设定角度n变化一个角度，360°可被n整除，且β每变化一个角度均执行一次步骤S5，直到β的角度从0度变化到360度时停止；
步骤S7、将待检测传感器的所有输出值显示到上位机上，并求出待检测传感器的磁灵敏度的最大值和对应的角度。
进一步地，所述m的取值为1度。
进一步地，所述设定角度n的取值为15度，30度，45度，60度或者90度。
本发明具有如下优点：
1、在装载传感器的可移动连接台与***基座之间设计了减振***，并将待检测传感器安装于三维亥姆霍兹线圈产生的均匀磁场区域的正中间，能够有效减少环境和其它外界因素振动对待检测传感器的磁灵敏度测量带来影响，可极大的提高对待检测传感器的磁灵敏度的测量精度。
2、通过本发明的三维亥姆霍兹线圈，能够保证X、Y、Z三轴线圈的中心形成一个任意磁场方向、中心磁场区域为均匀区域的磁场，且整个测量过程可通过上位机实现自动化控制；因此，不仅可减少人为因素干扰，提高测量效率，而且通过均匀磁场区域可有效测量出待检测传感器的磁灵敏输出。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为三维磁场的矢量方向示意图。
图2为本发明中三维亥姆霍兹线圈与待检测传感器的连接示意图。
图3为本发明振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***的电路原理框图。
图4为本发明测量时待检测传感器输出的电压值的曲线图(Z轴的磁场方向为零，X轴和Y轴输出的空间磁场旋转360)。
图5为本发明测量时待检测传感器输出值的变化图形之一(Z轴产生的磁场方向按照设定角度为15度变化)。
图6为本发明测量时待检测传感器输出值的变化图形之二(Z轴产生的磁场方向按照设定角度为30度变化)。
附图标记说明：
100-检定***，1-待检测传感器，11-导线，2-上位机，3-三维亥姆霍兹线圈，31-X轴线圈，32-对Y轴线圈，33-对Z轴线圈，34-线圈固定板，4-减振***，5-***基座，6-装载传感器的可移动连接台，61-连接台基座，62-支撑架，63-滑动导轨，7-信号发生器组，71-第一信号发生器，72-第二信号发生器，73-第三信号发生器，8-功率放大器组，81-第一功率放大器，82-第二功率放大器，83-第三功率放大器，9-电荷放大器，10-数字电压表。
具体实施方式
请参照图1至图6所示，本发明振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***100，所述检定***100包括待检测传感器1(即振动与冲击传感器)、上位机2、三维亥姆霍兹线圈3、减振***4、***基座5、装载传感器的可移动连接台6、信号发生器组7以及功率放大器组8，所述待检测传感器1与所述上位机2相连接，用于将待检测传感器1在三维亥姆霍兹线圈3产生的磁场作用下的输出值传输给上位机1进行存储和显示；所述三维亥姆霍兹线圈3固定在所述***基座5上；所述装载传感器的可移动连接台6通过所述减振***4与所述***基座5相连接，且使所述装载传感器的可移动连接台6与所述三维亥姆霍兹线圈3的中心处于同一水平位置，以方便将待检测传感器1移动到所述三维亥姆霍兹线圈3的中心位置；所述待检测传感器1安装在所述装载传感器的可移动连接台6上，在使用时，可以通过所述装载传感器的可移动连接台6来实现所述待检测传感器1的移动；所述上位机2与所述信号发生器组7相连接，用于通过所述上位机2来控制所述信号发生器组7产生电流信号；所述信号发生器组7通过所述功率放大器组8与所述三维亥姆霍兹线圈3相连接，用于将所述信号发生器组7产生的电流信号经过所述功率放大器组8后作用到三维亥姆霍兹线圈3上，以让三维亥姆霍兹线圈3产生磁场。
所述检定***100还包括一电荷放大器9以及一数字电压表10，所述待检测传感器1依次通过所述电荷放大器9、数字电压表10与所述上位机2相连接。在具体进行检定操作时，所述待检测传感器1的输出信号会通过导线11传输给所述电荷放大器9，并由所述电荷放大器9将输出电荷信号转换成模拟电压信号，最后，由所述数字电压表10将模拟电压信号转变成数字电压信号并发送给上位机2。
所述三维亥姆霍兹线圈3由一对X轴线圈31、一对Y轴线圈32以及一对Z轴线圈33两两相互垂直组成。
所述信号发生器组7包括第一信号发生器71、第二信号发生器72以及第三信号发生器73；所述功率放大器组8包括第一功率放大器81、第二功率放大器82以及第三功率放大器83；所述第一信号发生器71通过所述第一功率放大器81与所述X轴线圈31相连接，所述第二信号发生器72通过所述第二功率放大器82与所述Y轴线圈32相连接，所述第三信号发生器73通过所述第三功率放大器83与所述Z轴线圈33相连接。
在所述三维亥姆霍兹线圈3中，所述X轴线圈31、Y轴线圈32以及Z轴线圈33的中心磁场均至少达到100Gs；中心磁场的均匀区范围为30mm*30mm*30mm，中心磁场的均匀度△H/H优于1％；线圈的最大外径为550mm，最小内径为133mm，最小间距为53mm(即在所述X轴线圈31、Y轴线圈32以及Z轴线圈33的三对线圈中，线圈的最大外径为550mm，线圈的最小内径为133mm，同一对线圈之间的最小间距为53mm)，整个所述三维亥姆霍兹线圈3的重量为95Kg。
所述装载传感器的可移动连接台6包括一连接台基座61、一支撑架62以及一滑动导轨63；所述连接台基座61的底部与所述减振***4相连接，所述支撑架62的底部与所述连接台基座61固定连接，所述滑动导轨63与所述支撑架62的顶部滑动连接；所述滑动导轨63的前端设置有一传感器固定槽(未图示)，所述待检测传感器1安装在所述传感器固定槽中。在具体实施时，所述支撑架62和滑动导轨63正好组成一个L型的非磁性金属支架，当将所述待检测传感器1安装到传感器固定槽中后，可以通过所述滑动导轨63来移动待检测传感器1的位置；同时，在所述连接台基座61的底部设置有减振***4，可有效防止三维亥姆霍兹线圈3在测量时的振动以及待检测传感器1的振动对测量信号造成影响，从而可提高测量的精度。
所述三维亥姆霍兹线圈3通过两块线圈固定板34固定在所述***基座5上。
本发明振动与冲击传感器磁灵敏度三维检定方法的较佳实施例，所述检定方法需使用上述检定***100，在本发明的检定***中使用到的是亥姆霍兹线圈，亥姆霍兹线圈是一对相同的载流环形圆线圈彼此平行且共轴，线圈的间距等于线圈的半径，通以同方向电流，两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近有较大范围的均匀磁场，当改变电流大小时，就能够改变磁场大小，该均匀磁场是矢量。亥姆霍兹线圈中央处的磁场的磁感应强度用以下公式计算可得：
其中：B为两线圈中央处磁场的磁感应强度，单位为T；I为每个线圈中的电流强度，单位为A；N为每个线圈的匝数；R为每个线圈的半径，单位为m；D为两个线圈平面间的距离，单位为m。
从以上公式(1)可以得到，当R等于D时，在两线圈中心区域可以产生一个均匀的区域的磁场。
三维亥姆霍兹线圈是三个一维亥姆霍兹线圈由两两相互垂直组成，每对线圈半径为R1、R2、R3，同轴间距也为R1、R2、R3。三对亥姆霍兹线圈的轴方向分别对应三维坐标轴中的X轴、Y轴和Z轴。分别给三个线圈通以同相、不同量值的电流时，可在三维线圈中心区域产生量值可变、方向任意的三维均匀交变磁场，为磁灵敏传感器特性磁灵敏度测试提供均匀的磁场环境。
如图1所示：三维磁场的矢量方向由磁场在X-Y平面中的投影与X轴的夹角α，以及磁场方向与X-Y平面的夹角β确定。其中：
Bx＝B·cosβcosα；By＝B·cosβ·sinα；Bz＝B·sinβ；
Bx是磁场强度B在X轴上的强度；By是磁场强度B在Y轴上的强度；Bz是磁场强度B在Z轴上的强度；其线圈的中心区域为均匀的磁场，磁场强度的体积为30mm*30mmm*30mm。
所述检定方法包括如下步骤：
步骤S1、将待检测传感器1安装到装载传感器的可移动连接台6上，并将待检测传感器1移动到三维亥姆霍兹线圈3的中心点位置，即使所述待检测传感器1处于一个均匀的磁场中；
步骤S2、通过上位机2设置要求三维亥姆霍兹线圈3产生的磁场强度B，以及设置磁场强度B的旋转方向；其中，磁场强度B的默认值为100GS，且在以下测量过程中，磁场强度B的大小都始终保持不变；
步骤S3、利用上位机2控制第一信号发生器71和第二信号发生器72的信号输出大小(即通过上位机2来控制第一信号发生器71和第二信号发生器72产生的电流大小)，控制第三信号发生器73的信号输出为零，使X轴线圈31和Y轴线圈32产生两路正交的磁场信号Bx和By，且使磁场信号Bx和By的信号叠加之和Bxy等于要求产生的磁场强度B；
步骤S4、保持磁场信号Bx和By的信号叠加之和Bxy不变，让X轴线圈31产生的Bx磁场与Bxy磁场之间的夹角α按照设置的旋转方向从0度逐渐变化到360度(即保持Bxy的值不变，只让方向发生变化)，且夹角α每次的变化量均为m度；
在夹角α变化的过程中：
Bx＝Bxycosα；
By＝Bxysinα；
同时，在夹角α每变化一次时，上位机2均采集一次待检测传感器1的输出值，该输出值是通过所述数字电压表10测量待检测传感器1输出的电荷信号并转化为电压信号得到；即在夹角α每变化一次，上位机2均会发送一个电压信号采集指令给所述数字电压表10，并由所述数字电压表10将采集到的电压值发送给上位机2显示和存储，如图4所示，该图4展示的就是Z轴的磁场方向为零时，X轴和Y轴输出的空间磁场旋转360后，待检测传感器1输出的电压值的曲线图。
为了达到更好的测量效果，所述m的取值为1度。当然，本发明中m的取值是针对磁场强度B为100GS时的取值，在具体实施时，还可以根据实际测量精度要求、磁场强度B的不同等来选取不同的m值。
步骤S5、利用上位机2控制第三信号发生器73的信号输出大小，使Z轴线圈33产生磁场，且磁场大小Bz＝Bsinβ，β为X轴线圈31和Y轴线圈32所产生的磁场强度Bxy与磁场强度B之间的夹角；保持第三信号发生器73的信号输出大小不变，利用上位机2控制第一信号发生器71和第二信号发生器72的信号输出大小，使X轴线圈31和Y轴线圈32产生的磁场强度的叠加之和Bxy＝Bcosβ；
保持X轴线圈和Y轴线圈产生的磁场强度的叠加之和Bxy不变，让X轴线圈31和Y轴线圈32产生的Bxy磁场与X轴线圈31产生的Bx磁场的夹角α按照设置的旋转方向从0度逐渐变化到360度(即保持Bxy的值不变，只让方向发生变化)，且夹角α每次的变化量均为m度；同时，在夹角α每变化一次时，上位机2均采集一次待检测传感器1的输出值；
步骤S6、让β按照设定角度n变化一个角度，360°可被n整除，且β每变化一个角度均执行一次步骤S5，直到β的角度从0度变化到360度时停止；所述设定角度n的取值为15度，30度，45度，60度或者90度。当然，本发明中n的取值是针对磁场强度B为100GS时的取值，在具体实施时，还可以根据实际测量精度要求、磁场强度B的不同等来选取不同的n值。
如图5所示，该图5展示的是Z轴产生的磁场方向按照设定角度为15度变化时(空间磁场矢量不变，方向按照设定方向旋转)，待检测传感器1输出值的变化图形；如图6所示，该图6展示的是Z轴产生的磁场方向按照设定角度为30度变化时(空间磁场矢量不变，方向按照设定方向旋转)，待检测传感器1输出值的变化图形。
步骤S7、将待检测传感器1的所有输出值显示到上位机2上，并求出待检测传感器1的磁灵敏度的最大值和对应的角度。
综上所述，本发明具有如下优点：
1、在装载传感器的可移动连接台与***基座之间设计了减振***，并将待检测传感器安装于三维亥姆霍兹线圈产生的均匀磁场区域的正中间，能够有效减少环境和其它外界因素振动对待检测传感器的磁灵敏度测量带来影响，可极大的提高对待检测传感器的磁灵敏度的测量精度。
2、通过本发明的三维亥姆霍兹线圈，能够保证X、Y、Z三轴线圈的中心形成一个任意磁场方向、中心磁场区域为均匀区域的磁场，且整个测量过程可通过上位机实现自动化控制；因此，不仅可减少人为因素干扰，提高测量效率，而且通过均匀磁场区域可有效测量出待检测传感器的磁灵敏输出。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定方法，其特征在于：所述检定方法需使用如下一种振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***，包括待检测传感器以及上位机，所述待检测传感器与所述上位机相连接；其特征在于：还包括三维亥姆霍兹线圈、减振***、***基座、装载传感器的可移动连接台、信号发生器组以及功率放大器组；所述三维亥姆霍兹线圈固定在所述***基座上；所述装载传感器的可移动连接台通过所述减振***与所述***基座相连接，且使所述装载传感器的可移动连接台与所述三维亥姆霍兹线圈的中心处于同一水平位置；所述待检测传感器安装在所述装载传感器的可移动连接台上；所述上位机与所述信号发生器组相连接，所述信号发生器组通过所述功率放大器组与所述三维亥姆霍兹线圈相连接；
还包括一电荷放大器以及一数字电压表，所述待检测传感器依次通过所述电荷放大器、数字电压表与所述上位机相连接；
所述三维亥姆霍兹线圈由一对X轴线圈、一对Y轴线圈以及一对Z轴线圈两两相互垂直组成；
所述信号发生器组包括第一信号发生器、第二信号发生器以及第三信号发生器；所述功率放大器组包括第一功率放大器、第二功率放大器以及第三功率放大器；所述第一信号发生器通过所述第一功率放大器与所述X轴线圈相连接，所述第二信号发生器通过所述第二功率放大器与所述Y轴线圈相连接，所述第三信号发生器通过所述第三功率放大器与所述Z轴线圈相连接；
在所述三维亥姆霍兹线圈中，所述X轴线圈、Y轴线圈以及Z轴线圈的中心磁场均至少达到100Gs；中心磁场的均匀区范围为30mm*30mm*30mm，中心磁场的均匀度△H/H优于1％；线圈的最大外径为550mm，最小内径为133mm，最小间距为53mm，整个所述三维亥姆霍兹线圈的重量为95Kg；
所述装载传感器的可移动连接台包括一连接台基座、一支撑架以及一滑动导轨；所述连接台基座的底部与所述减振***相连接，所述支撑架的底部与所述连接台基座固定连接，所述滑动导轨与所述支撑架的顶部滑动连接；所述滑动导轨的前端设置有一传感器固定槽，所述待检测传感器安装在所述传感器固定槽中；
所述三维亥姆霍兹线圈通过两块线圈固定板固定在所述***基座上；
所述检定方法包括如下步骤：
步骤S1、将待检测传感器安装到装载传感器的可移动连接台上，并将待检测传感器移动到三维亥姆霍兹线圈的中心点位置；
步骤S2、通过上位机设置要求三维亥姆霍兹线圈产生的磁场强度B，以及设置磁场强度B的旋转方向；
步骤S3、利用上位机控制第一信号发生器和第二信号发生器的信号输出大小，控制第三信号发生器的信号输出为零，使X轴线圈和Y轴线圈产生两路正交的磁场信号Bx和By，且使磁场信号Bx和By的信号叠加之和Bxy等于要求产生的磁场强度B；
步骤S4、保持磁场信号Bx和By的信号叠加之和Bxy不变，让X轴线圈产生的Bx磁场与Bxy磁场之间的夹角α按照设置的旋转方向从0度逐渐变化到360度，且夹角α每次的变化量均为m度；同时，在夹角α每变化一次时，上位机均采集一次待检测传感器的输出值；
步骤S5、利用上位机控制第三信号发生器的信号输出大小，使Z轴线圈产生磁场，且磁场大小Bz＝Bsinβ，β为X轴线圈和Y轴线圈所产生的磁场强度Bxy与磁场强度B之间的夹角；保持第三信号发生器的信号输出大小不变，利用上位机控制第一信号发生器和第二信号发生器的信号输出大小，使X轴线圈和Y轴线圈产生的磁场强度的叠加之和Bxy＝Bcosβ；
保持X轴线圈和Y轴线圈产生的磁场强度的叠加之和Bxy不变，让X轴线圈和Y轴线圈产生的Bxy磁场与X轴线圈产生的Bx磁场的夹角α按照设置的旋转方向从0度逐渐变化到360度，且夹角α每次的变化量均为m度；同时，在夹角α每变化一次时，上位机均采集一次待检测传感器的输出值；
步骤S6、让β按照设定角度n变化一个角度，360°可被n整除，且β每变化一个角度均执行一次步骤S5，直到β的角度从0度变化到360度时停止；
步骤S7、将待检测传感器的所有输出值显示到上位机上，并求出待检测传感器的磁灵敏度的最大值和对应的角度。
2.如权利要求1所述的振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定方法，其特征在于：所述m的取值为1度。
3.如权利要求1所述的振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定方法，其特征在于：所述设定角度n的取值为15度，30度，45度，60度或者90度。
CN201810361134.4A 2018-04-20 2018-04-20 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法 Active CN108919152B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810361134.4A CN108919152B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810361134.4A CN108919152B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108919152A CN108919152A (zh) 2018-11-30
CN108919152B true CN108919152B (zh) 2024-02-06

Family

ID=64403196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810361134.4A Active CN108919152B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108919152B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112635148B (zh) * 2019-09-24 2022-06-24 芯恩（青岛）集成电路有限公司 三维亥姆霍兹线圈架及三维亥姆霍兹线圈结构
CN112097821A (zh) * 2020-09-18 2020-12-18 美新半导体（无锡）有限公司 一种磁角度传感器测试装置
CN114706029B (zh) * 2022-03-31 2024-05-28 中国舰船研究设计中心 一种六维电场发生器
CN117724028A (zh) * 2024-01-16 2024-03-19 哈尔滨工业大学 一种用于三维多点位磁探针的标定***及标定方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004151056A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Hitachi Metals Ltd 弱磁界発生装置および磁界センサの検査方法
WO2011045708A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging system and method for detecting a gas bubble
CN102103193A (zh) * 2010-12-16 2011-06-22 福建水口发电集团有限公司 基于庞磁电阻效应的磁感应强度测量装置及其测量方法
CN201975196U (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 三维亥姆霍兹线圈交直流磁场发生装置
CN102519512A (zh) * 2011-12-27 2012-06-27 福建省计量科学研究院 振动与冲击传感器磁灵敏度检定***及检测方法
CN202372638U (zh) * 2011-12-27 2012-08-08 福建省计量科学研究院 振动与冲击传感器磁灵敏度检定***
CN203133262U (zh) * 2013-03-29 2013-08-14 北京东方晨景科技有限公司 一种对磁传感器进行性质检测的***
CN103575295A (zh) * 2012-07-27 2014-02-12 中国航空工业第六一八研究所 一种惯性元件磁场灵敏度测量***
CN103712634A (zh) * 2013-12-24 2014-04-09 浙江大学 光纤陀螺振动-磁场交叉耦合度的测量方法
CN106290552A (zh) * 2016-08-01 2017-01-04 四川大学 一种基于旋转磁化场的钢板漏磁检测装置
CN106842074A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 中国人民解放军国防科学技术大学 基于纵向磁场调制的三轴矢量原子磁力仪及使用方法
CN107462306A (zh) * 2017-08-29 2017-12-12 福建省计量科学研究院 一种燃油加油机自动检定装置
CN208255393U (zh) * 2018-04-20 2018-12-18 福建省计量科学研究院（福建省眼镜质量检验站） 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014066822A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Chin Bryan A In-situ pathogen detection using magnetoelastic sensors
CA2956893C (en) * 2014-08-08 2020-03-10 Halliburton Energy Services, Inc. Calibration of sensitivity and axial orthogonality for magnetometers

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004151056A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Hitachi Metals Ltd 弱磁界発生装置および磁界センサの検査方法
WO2011045708A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging system and method for detecting a gas bubble
CN102103193A (zh) * 2010-12-16 2011-06-22 福建水口发电集团有限公司 基于庞磁电阻效应的磁感应强度测量装置及其测量方法
CN201975196U (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 三维亥姆霍兹线圈交直流磁场发生装置
CN102519512A (zh) * 2011-12-27 2012-06-27 福建省计量科学研究院 振动与冲击传感器磁灵敏度检定***及检测方法
CN202372638U (zh) * 2011-12-27 2012-08-08 福建省计量科学研究院 振动与冲击传感器磁灵敏度检定***
CN103575295A (zh) * 2012-07-27 2014-02-12 中国航空工业第六一八研究所 一种惯性元件磁场灵敏度测量***
CN203133262U (zh) * 2013-03-29 2013-08-14 北京东方晨景科技有限公司 一种对磁传感器进行性质检测的***
CN103712634A (zh) * 2013-12-24 2014-04-09 浙江大学 光纤陀螺振动-磁场交叉耦合度的测量方法
CN106290552A (zh) * 2016-08-01 2017-01-04 四川大学 一种基于旋转磁化场的钢板漏磁检测装置
CN106842074A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 中国人民解放军国防科学技术大学 基于纵向磁场调制的三轴矢量原子磁力仪及使用方法
CN107462306A (zh) * 2017-08-29 2017-12-12 福建省计量科学研究院 一种燃油加油机自动检定装置
CN208255393U (zh) * 2018-04-20 2018-12-18 福建省计量科学研究院（福建省眼镜质量检验站） 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
磁灵敏度测试装置的电机驱动技术的研究;黄志煌;《计量与测试技术》;11-13 *
适用于超高灵敏磁测量的新型高效磁屏蔽研究;李园园 等;《物理》;307-310 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108919152A (zh) 2018-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108919152B (zh) 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***及方法
US10393829B2 (en) Method and device for position determination in a magnetic resonance tomography unit
KR20020005701A (ko) 전자파 발생원 탐사 장치, 그 방법 및 그 해석 방법
CN107121655B (zh) 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
CN109633491B (zh) 全张量磁梯度测量***安装误差的标定装置及标定方法
CN110118948B (zh) 一种基于超导量子干涉仪的总场测量方法及装置
CN109633490B (zh) 一种全张量磁梯度测量组件的标定方法
CN113325353A (zh) 一种磁强计空间姿态标定方法及***
Lassahn et al. Vectorial calibration of 3D magnetic field sensor arrays
JP2003279611A (ja) 電磁波発生源探査装置
CN109061318B (zh) 一种磁屏蔽屏蔽效能测量方法及***
JP5362599B2 (ja) 電磁波源探査方法、電磁波源探査プログラム、電磁波源探査装置
CN109579813A (zh) 一种用于核磁共振陀螺仪的球形正交均匀磁场线圈
CN108469593A (zh) 一种基于非晶丝正交阵列的高分辨率正交磁通门全方位磁场梯度传感器
JPH0526930A (ja) 電磁界分布測定装置及び電磁波源解析システム及び電磁界解析システム
CN208255393U (zh) 振动与冲击传感器的磁灵敏度三维检定***
CN109691997A (zh) 脑磁场检测装置及脑磁场的检测方法
CN109782198A (zh) 一种三轴双向补偿式磁场测量装置
Musardo et al. NSLS-II magnetic measurement system facility
Izzo et al. Magnet measurement systems for the advanced photon source upgrade
US20200217694A1 (en) Sensor alignment using homogeneous test mode
US5185575A (en) Magnetic resonance imaging apparatus with artefact reduction
CN111060861B (zh) 一种原子式磁强计梯度容差校准装置
CN217110952U (zh) 磁灵敏度测量***
CN115727872B (zh) Epr磁强计测量轴稳定性的测试评价方法及磁强计

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant