[发明专利]一种通过绕组补偿三轴磁场线圈非正交性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种补偿三轴磁场线圈非正交性的方法，尤其是一种通过绕组补偿三轴磁场线圈非正交性的方法。

背景技术

传统的三轴磁场线圈都是由X轴、Y轴、Z轴三个方向互相垂直的线圈组合而成，三个线圈磁轴间的正交度主要依靠机械手段调节三个线圈骨架之间垂直度的方法予以保证。该种方法可以确保三轴磁场线圈三个磁轴的非正交性为0.1°～0.3°左右。由于线圈骨架机械性能的限制，很难再进一步降低三个磁轴之间的非正交性。当三轴磁场线圈用于校准三轴磁传感器的正交度时，由于自身磁轴的非正交性，传统的三轴磁场线圈将难以满足三轴磁传感器的校准需求。

发明内容

为了解决三轴磁场线圈非正交性大的问题，本发明提供一种通过绕组补偿三轴磁场线圈非正交性的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种通过绕组补偿三轴磁场线圈非正交性的方法，X轴、Y轴、Z轴分别是三轴磁场线圈互相垂直的三个轴，在X轴磁场线圈骨架上除了满足其它功能的K_X1、K_X2、……、K_Xn线圈绕组外，还绕有K_XY、K_XZ线圈绕组，用于补偿X轴与Z轴、Z轴与Y轴的非正交性；在Y轴磁场线圈骨架上除了满足其它功能的K_Y1、K_Y2、……、K_Yn线圈绕组外，还绕有K_YZ线圈绕组，用于补偿Y轴与Z轴。

K_XY、K_XZ线圈绕组与Y轴、Z轴线圈绕组反向串联。

K_YZ线圈绕组与Z轴线圈绕组反向串联。

K_XY、K_XZ线圈绕组其线圈常数为K_BYsin(90°-α)、K_BZsin(90°-β)，其中α、β分别为X轴与Y轴、X轴与Z轴，K_BY、K_BZ为Y轴、Z轴复现磁场绕组的线圈常数。

K_YZ线圈绕组其线圈常数为K_BYsin(90°-γ)，其中γ为Y轴与Z轴的夹角，K_BY为Y轴复现磁场绕组的线圈常数。

本发明提供的通过绕组补偿三轴磁场线圈非正交性的方法，在三轴磁场线圈每个方向的线圈骨架上都绕上两组非正交性补偿线圈绕组，由于在每个方向的线圈骨架上都绕上两组非正交性补偿线圈绕组，因此可以补偿由于三轴磁场线圈由于三轴线圈磁轴非正交性引起的磁场非正交性。使用本发明提供的方法，可以将三轴磁场线圈的非正交性由纯机械方式调节的0.1°～0.3°降低至0.5″～5″的水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1、图2是本发明补偿X轴、Y轴非正交性的示意图。图中X、Y为坐标系的坐标轴，K_X、K_Y为X轴、Y轴上复现磁场的绕组，产生的磁场为B_X，B_Y，两者夹角为α；K_XY为X轴上补偿X轴与Y轴非正交性的绕组，与K_Y串联，方向与K_X相反，产生的磁场为-B_Y sin(90°-α)。

图3、图4是本发明补偿X轴、Z轴非正交性的示意图。图中X、Z为坐标系的坐标轴，K_X、K_Z为X轴、Z轴上复现磁场的绕组，产生的磁场为B_X，B_Z，两者夹角为β；K_XZ为X轴上补偿X轴与Z轴非正交性的绕组，与K_Z串联，方向与K_X相反，产生的磁场为-B_Z sin(90°-β)。

图5、图6是本发明补偿Y轴、Z轴非正交性的示意图。图中Y、Z为坐标系的坐标轴，K_Y、K_Z为Y轴、Z轴上复现磁场的绕组，产生的磁场为B_Y，B_Z，两者夹角为γ；K_YZ为Y轴上补偿Y轴与Z轴非正交性的绕组，与K_Z串联，方向与K_Y相反，产生的磁场为-B_Zsin(90°-γ)。

具体实施方式