一种三轴磁场线圈正交角度的测量方法

摘要

一种三轴磁场线圈正交角度的测量方法，在三轴磁场线圈中产生一定大小的磁场，通过测量磁感应强度总量的设备读取磁感应强度总量的数值，然后通过公式计算出线圈之间的夹角。所述的测量磁感应强度总量的设备为光泵或质子磁力仪。本发明提供的方法，在测量三轴线圈的正交角度过程中没有设备的移动、安装操作，也无需对准或者寻找水平状态，没有机械装配操作，可以避免引入安装误差；本发明具有测量精度高、操作简单、方便快捷的优点。将上述方法应用于某装置磁场线圈的正交角度测试中，测得实际角度为89.82°，精度可达到0.01°，比常用的检测方法能达到的精度（一般为0.1°）要高一个数量级。

权利要求

1.一种三轴磁场线圈正交角度的测量方法，其特征在于：在三轴磁场线圈中产生一定大小的磁场，通过测量磁感应强度总量的设备读取磁感应强度总量的数值，然后通过公式计算出线圈之间的夹角即为三轴磁场线圈正交角度，具体如下：

1）测量地磁场E与x轴的夹角：先用光泵或质子磁力仪记下地磁场的大小，记为 ；

在x轴方向加与地磁场同等强度的磁场 ，如图1所示,OE为地磁场矢量方向，其他两轴不加磁场，此时光泵的输出记为 ，可求得X轴与地磁场的夹角为；

2）测量z轴与平面XOE之间的夹角：x轴方向加与地磁场同等强度的磁场 ，z轴方向加与地磁场、x轴磁场和矢量同等强度的磁场 ，y轴方向不施加磁场。此时记光泵的输出为 。可求得z轴与平面XOE之间的夹角 ；

3）按照公式 = 计算x轴与z轴的夹角 ，得到X轴与Z

轴的正交角度；

基于同样的原理，可以实现其他两轴正交角度的测量。

2.根据权利要求1所述的三轴磁场线圈正交角度的测量方法，其特征在于：所述的测量磁感应强度总量的设备为光泵或质子磁力仪。

说明书

一种三轴磁场线圈正交角度的测量方法

技术领域

[0001] 本发明属于检测计量技术领域，具体涉及一种三轴磁场线圈正交角度的测量方法。

背景技术

[0002] 三轴磁场线圈广泛应用于磁学计量领域，如三轴亥姆赫兹线圈，三轴鲁本士方圈等作为标准装置部件的三轴磁场线圈必须具有良好的正交度—即三轴两两垂直。

[0003] 目前最常用的测量线圈正交角度的方法有两种：一种是用单轴或者三轴磁传感器，安装在磁场线圈内，通过转动传感器对轴的方式来完成测量；另外一种是用正交度更高的三轴磁传感器来测定三轴磁场线圈的正交角度。

[0004] 上述两种方法的实施过程中均有机械装配操作，需要寻找基准面、对轴，对检测设备和操作人员的要求较高。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种测量三轴磁场线圈正交角度的方法，该方法以测量磁感应强度总量的设备为检测设备，在测量的过程中没有机械装配操作，可以避免引入安装误差，达到较高的精度。

[0006] 本发明的目的是这样实现的：一种三轴磁场线圈正交角度的测量方法，在三轴磁场线圈中产生一定大小的磁场，通过测量磁感应强度总量的设备读取磁感应强度总量的数值，然后通过公式计算出线圈之间的夹角。所述的测量磁感应强度总量的设备为光泵或质子磁力仪。

[0007] 使用本发明提供的三轴磁场线圈正交角度的测量方法，在测量三轴线圈的正交角度过程中没有设备的移动、安装操作，也无需对准或者寻找水平状态，没有机械装配操作，可以避免引入安装误差；本发明具有测量精度高、操作简单、方便快捷的优点。将上述方法应用于某装置磁场线圈的正交角度测试中，测得实际角度为89.82°，精度可达到0.01°，比常用的检测方法能达到的精度（一般为0.1°）要高一个数量级。

附图说明

[0008] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0009] 图1是本发明的原理图。

具体实施方式

[0010] 如图1所示，以测量x轴与z轴的夹角 为例，测量过程分三步：

[0011] 1）测量地磁场E与x轴的夹角；

[0012] 2）测量z轴与平面XOE之间的夹角；

[0013] 3）计算x轴与z轴的夹角 。

[0014] 具体测量步骤如下：

[0015] 1、测量地磁场E与x轴的夹角：先用光泵或质子磁力仪记下地磁场的大小，记为；

[0016] 在x轴方向加与地磁场同等强度的磁场 ，如图1所示,OE为地磁场矢量方向，其他两轴不加磁场，此时光泵的输出记为 ，可求得X轴与地磁场的夹角为。

[0017] 2、测量z轴与平面XOE之间的夹角：x轴方向加与地磁场同等强度的磁场 ，z轴方向加与地磁场、x轴磁场和矢量同等强度的磁场 ，y轴方向不施加磁场。此时记光泵的输出为 。可求得z轴与平面XOE之间的夹角 。

[0018] 3、按照公式 = 计算x轴与z轴的夹角 ，得到X轴与Z轴的正交角度。

[0019] 基于同样的原理，可以实现其他两轴正交角度的测量。