测试三维磁场磁感应强度的方法

摘要

本发明公开一种三维磁场磁感应强度的测磁元件，通过使用该测磁元件，达到测量三维磁场确定磁感应强度的目的，本发明主要包括：中心立方体(1)、x方向骨架(2)、y方向骨架(3)、z方向骨架(4)、x方向线圈(5)、y方向线圈(6)和z方向线圈(7)，中心立方体和三个骨架分别设有定位锥孔锥销，用于定位x、y和z方向的三个测磁线圈；中心立方体和三个绕制线圈的骨架：材质为绝缘胶木；x方向、y方向和z方向的三个线圈：用Φ0.05mm的漆包线分别在三个骨架上绕制三个各400匝的线圈，线圈绕制完成后对其进行标定。通过测试x方向、y方向和z方向的三个测磁线圈的感应电势和频率，按公式(1)～(5)计算并确定该点位置的x、y和z方向的磁感应强度及该点位置的磁感应强度矢量的幅值和相位。

主权项

一种测试三维磁场磁感应强度的方法，其特征是：中心立方体(1)、x方向骨架(2)、y方向骨架(3)、z方向骨架(4)、x方向线圈(5)、y方向线圈(6)和z方向线圈(7)，中心立方体和三个骨架分别设有定位锥孔锥销，用于定位x、y和z方向的三个测磁线圈，用绝缘胶木制做一个中心立方体和三个绕制线圈的骨架，采用Φ0.05mm的漆包线分别在三个骨架上绕制x方向、y方向和z方向的三个各400匝的线圈，线圈绕制完成后对其进行标定，得到x方向、y方向和z方向的三个线圈标定常数(C_x，C_y，C_z)，线圈标定常数为匝数与等效面积的乘积，将绕好测磁线圈的三个骨架用J39胶分别粘接在中心立方体的x方向、y方向和z方向，在使用该测磁元件测量某点位置的磁感应强度时，通过测试x方向、y方向和z方向的三个测磁线圈的感应电势和频率，按公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算并最终确定该点位置的x方向、y方向和z方向的磁感应强度及该点位置的磁感应强度矢量的幅值和相位，磁感应强度计算公式为：$\mathrm{Bx}=\frac{\mathrm{Ux}}{4.44·f·\mathrm{Cx}},T---\left(1\right)$$\mathrm{By}=\frac{\mathrm{Uy}}{4.44·f·\mathrm{Cy}},T---\left(2\right)$$\mathrm{Bz}=\frac{\mathrm{Uz}}{4.44·f·\mathrm{Cz}},T---\left(3\right)$式中：B_x——为x方向磁感应强度，(T)；U_x——为x方向测磁线圈的感应电势，(V)；f——为频率，(Hz)；C_x——为x方向测磁线圈的标定常数，(m²)；B_y——为y方向磁感应强度，(T)；U_y——为y方向测磁线圈的感应电势，(V)；C_y——为y方向测磁线圈的标定常数，(m²)；B_z——为z方向磁感应强度，(T)；U_z——为z方向测磁线圈的感应电势，(V)；C_z——为z方向测磁线圈的标定常数，(m²)；磁感应强度矢量的幅值和相位：$B=\sqrt{{B_x}^2+{B_y}^2+{B_z}^2},T---\left(4\right)$$\left.\begin{array}{c}{\phi }_x=\arccos \left(\frac{B_x}{B}\right),T\\ {\phi }_y=\arccos \left(\frac{B_y}{B}\right),T\end{array}\right\}---\left(5\right)$${\phi }_z=\arccos \left(\frac{B_z}{B}\right),T$式中：B——为磁感应强度矢量的幅值，(T)；φ_x——为磁感应强度矢量与x轴的夹角，(°)；φ_y——为磁感应强度矢量与y轴的夹角，(°)；φ_z——为磁感应强度矢量与z轴的夹角，(°)。