[发明专利]一种三轴磁传感器磁轴垂直度的标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三轴磁传感器磁轴垂直度的标定方法。

背景技术

磁场探测尤其是弱磁场的精确探测已经涉及到国防建设、科学研究、工业生产以及日常生活等重要领域，如环境磁场监测、地磁场研究、石油矿藏勘探、磁性材料无损探伤、水面水下舰艇武器侦查、宇宙空间磁场测量等各个方面。要想对磁场进行精确探测，磁测方法与磁测仪器的研究是关键。

磁场传感器是电子测量领域及发展高水平控制系统的关键器件之一，使用磁性材料制成的磁传感器及相关器件在电机控制、工业机器人、医疗电子、自动化等领域得到广泛的应用。而随着地磁导航技术及其他信息技术的发展，人们对磁传感器的大小、灵敏度、稳定性及功耗等提出了越来越高的要求，为此，国内外都致力于开发具有高灵敏度、快速响应和强抗干扰能力的新型磁传感器。

近二三十年来，磁力法磁强计目前还在一定领域内使用，但其已逐步被磁通门磁强计等其它形式的磁强计所取代；磁感应法磁强计是最有效的脉冲强磁场测量仪器；磁通门磁强计应用广泛，特别是在弱磁场的测量中，且微型化是其发展进步的趋势；新效应的发现和应用，以及新材料和新工艺的出现，使得电磁效应法磁强计的应用范围进一步扩大，特别是巨磁阻、巨磁阻抗效应法在微弱磁场测量领域已显现出巨大的应用潜力；磁共振磁强计作为精密磁强计，在弱磁场测量领域仍占据重要地位；超导效应法磁强计仍然是最精密的磁场测量仪器，且随着高温SQUID技术的成熟，其应用范围将进一步扩大；基于磁光效应法的光纤磁场测量仪器适于测量强磁场，但随着基于磁致伸缩效应的光纤微弱磁场传感技术的进步，光纤磁场测量仪器在微弱磁场测量领域也将有新的应用空间。随着计算机、自动化、超大规模集成电路制造等技术的发展以及新材料和新工艺的出现，像其它仪器一样，高准确度、高稳定度、高分辨率、微小型化、数字化、智能化是磁场测量技术及仪器发展的必然方向。

目前，应用于静态磁场测量的传感器较多，其中三分量磁通门传感器的应用较为广泛，如用于舰艇磁场测量、地磁导航中地磁场测量、磁性检测站的磁场测量、水下定点磁场探测、金属探测、磁探伤等场合。

三分量磁通门传感器是舰船磁场测量、地磁场测量、水中兵器引信及舰船导航中常用的仪器。这种传感器内部由三个螺线管作为其对三维磁场的敏感元件，这三个螺线管确定了一个正交的测量坐标系。但是由于加工工艺等原因，使这样一个由三个螺线管确定的坐标系存在坐标系三个坐标轴不完全正交带来的系统误差

三轴磁强计和三轴亥姆霍兹线圈都要求互相垂直，但是由于加工工艺水平和安装工艺水平的限制，它们不可能做到完全垂直，这种非正交性对整个系统精度的影响非常突出，所以我们需要对它们的垂直度进行测量并校正。目前测量三轴非正交垂直度误差的方法有一些，这些方法有的精度不高，有的对设备要求过于苛刻，还有测量仪器量程的限制，目前还没有一种解决这些问题的一个很好的方法，重要的是还没有一种对三轴磁强计磁轴垂直度进行标定的方法。

发明内容

本发明针对目前三轴非正交垂直度误差测量方法的弊端，提出一种可以实现高精度、不受测量仪器量程限制、不受产生磁场精度限制的三轴磁强计磁轴垂直度标定方法。

本发明所采用的技术如下：