專利名稱：一種通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正交度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種正交度測(cè)量方法，尤其是一種通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正 交度的方法。
背景技術(shù)：
三軸磁場(chǎng)線圈都是由X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向互相垂直的線圈組合而成，三個(gè)線圈 磁軸間的正交度主要依靠機(jī)械手段調(diào)節(jié)三個(gè)線圈骨架之間垂直度的方法予以保證。如果認(rèn) 為線圈磁軸與線圈骨架之間同軸，通過(guò)測(cè)量三個(gè)線圈骨架之間的正交度可以得到三個(gè)磁軸 之間的正交度。由于線圈骨架機(jī)械性能、線圈繞組纏繞方式等限制，線圈磁軸與線圈骨架并 非完全同軸。此時(shí)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法無(wú)法得到三軸磁軸之間的實(shí)際準(zhǔn)確正交度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正交度的方 法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正交度的方法，其 特征在于通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)線圈正、反向磁場(chǎng)的四個(gè)合成磁場(chǎng)，計(jì)算得到其磁軸之間的正交度。用穩(wěn)流源給三軸磁場(chǎng)線圈的X軸、Y軸通一恒定電流，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)~、 ，并用標(biāo) 量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量~、 的合成磁場(chǎng)Bxyi ；改變X軸上的電流方向，保持電流大小不變，Y軸電流 方向和大小都不變，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)_BX、By,并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量_BX、By的合成磁場(chǎng)Βχκ。同時(shí)改變X軸、Y軸上的電流方向，保持電流大小不變，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)_ΒΧ、-Βγ，并用 標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量-Βχ、-Βγ的合成磁場(chǎng)Bxy3 ；改變Y軸上的電流方向，保持電流大小不變，X軸 電流方向和大小都不變，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)Βχ、-By,并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量Bx、-By的合成磁場(chǎng)Bxy4 按以下公式計(jì)算X軸、Y軸的磁軸夾角，即X軸、Y軸的正交度Φ燈=arccos "^2"^4 ；
QD D OIJx IJy根據(jù)同樣的方法，可以得到X軸、Z軸的正交度和Y軸、Z軸的正交度。本發(fā)明通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)線圈不同方向復(fù)現(xiàn)磁場(chǎng)的組合關(guān)系，計(jì)算得到三軸磁場(chǎng)線圈 的不同磁軸之間正交度，通過(guò)該方法，可以將三軸磁場(chǎng)線圈正交度的測(cè)量誤差由傳統(tǒng)方法 的士0.1°左右減小至士0.001°以下。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的X軸、Y軸正交度測(cè)量示意圖。圖2是本發(fā)明的X軸、Z軸正交度測(cè)量示意圖。圖3是本發(fā)明的Y軸、Z軸正交度測(cè)量示意圖。
具體實(shí)施例方式按以下步驟得到X軸、Y軸的正交度a)用穩(wěn)流源給三軸磁場(chǎng)線圈的X軸、Y軸通一恒定電流，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)Bx、 ，并用 標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量Bx、By的合成磁場(chǎng)Bxyi ；b)改變X軸上的電流方向，保持電流大小不變，Y軸電流方向和大小都不變，復(fù)現(xiàn) 恒定磁場(chǎng)_BX、By,并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量_BX、By的合成磁場(chǎng)Bxy2 ；c)同時(shí)改變X軸、Y軸上的電流方向，保持電流大小不變，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)_BX、-By, 并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量_BX、-By的合成磁場(chǎng)Bxy3 ；d)改變Y軸上的電流方向，保持電流大小不變，X軸電流方向和大小都不變，復(fù)現(xiàn) 恒定磁場(chǎng)Bx、-By,并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量Bx、-By的合成磁場(chǎng)Bxy4 ；e)按以下公式計(jì)算X軸、Y軸的磁軸夾角，即X軸、Y軸的正交度。①燈=arccos"^2"^4
SBxBy根據(jù)同樣的方法，可以得到X軸、Z軸的正交度和Y軸、Z軸的正交度。實(shí)例用GMS-19質(zhì)子磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量某三軸磁場(chǎng)線圈X軸與Y軸的正交度。磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù) 如下Bx = 50000. 3nT, By = 49999. 2nT, Bm = 70747. 2nT, Bxy2 = 70673. 3nT, Bxy3 = 70747. 4ηΤ, Bxy4 = 70747. 4ηΤ。根據(jù)以上公式，可計(jì)算得到Φχγ = 89. 940°，即X軸與Y軸的夾角為89. 940°。根據(jù)同樣的方法，可以得到X軸、Z軸的夾角和Y軸、Z軸的夾角。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正交度的方法，其特征在于通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)線圈 正、反向磁場(chǎng)的四個(gè)合成磁場(chǎng)，計(jì)算得到其磁軸之間的正交度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正交度的方法，其特征在于用 穩(wěn)流源給三軸磁場(chǎng)線圈的X軸、Y軸通一恒定電流，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)~、 ，并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè) 量~、 的合成磁場(chǎng)Bxyi ；改變X軸上的電流方向，保持電流大小不變，Y軸電流方向和大小 都不變，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)_BX、By,并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量_BX、By的合成磁場(chǎng)Βχκ。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正交度的方法，其特征在于同 時(shí)改變X軸、Y軸上的電流方向，保持電流大小不變，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)_ΒΧ、_ΒΥ，并用標(biāo)量磁強(qiáng) 計(jì)測(cè)量-ΒΧ、_ΒΥ的合成磁場(chǎng)Bxy3 ；改變Y軸上的電流方向，保持電流大小不變，X軸電流方向 和大小都不變，復(fù)現(xiàn)恒定磁場(chǎng)，并用標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量~、_ΒΥ的合成磁場(chǎng)Bm按以下公 式計(jì)算X軸、Y軸的磁軸夾角，即X軸、Y軸的正交度
全文摘要
一種通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量三軸磁場(chǎng)線圈正交度的方法，通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)線圈正、反向磁場(chǎng)的四個(gè)合成磁場(chǎng)，計(jì)算得到其磁軸之間的正交度。本發(fā)明通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)線圈不同方向復(fù)現(xiàn)磁場(chǎng)的組合關(guān)系，計(jì)算得到三軸磁場(chǎng)線圈的不同磁軸之間正交度，通過(guò)該方法，可以將三軸磁場(chǎng)線圈正交度的測(cè)量誤差由傳統(tǒng)方法的±0.1°左右減小至±0.001°以下。
文檔編號(hào)G01R33/02GK102116852SQ20101061092
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者周鷹, 李享, 程華富 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所