[发明专利]一种测定三分量磁强计轴间夹角的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及仪器测量领域，尤其涉及一种测定三分量磁强计轴间夹角的方法及装置。

背景技术

三轴磁强计的轴间夹角是其重要的指标之一，一般的机械定位的方法只能使磁强计的三轴非正交度达到1°左右，远远不能满足高精度三轴磁强计的需要；通常高精度的磁强计轴间夹角的测定需要在昂贵的零磁环境中进行，利用高精度的亥姆霍兹线圈系统来测量，时间长，费用高，设备复杂，而且测出的仅是一个正交度范围，不是一个精确的具体值。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出了一种测定三分量磁强计轴间夹角的方法，包括以下步骤：

a，测量地磁矢量方向与某一固定轴的夹角α；

b，使磁强计的Z轴与所述固定轴重合；

c，将磁强计的X轴绕所述固定轴转动，记录前后两次磁强计的X轴读数为零时X轴所转动的区域的角度为2γ，X轴读数在所述区域中始终为非负值；

d，根据公式β=arccos|cosα|cos2α+sin2αcos2γ+π2,]]>计算得出磁强计的X轴和Z轴的夹角β，其中，arccos|cosα|cos2α+sin2αcos2γ]]>与cosαcosγ的正负号相同；

e，将步骤c、d中的X轴替换为Y轴，重复步骤c、d，得出磁强计的Y轴和Z轴的夹角；

f，将步骤b、c、d中的Z轴替换为Y轴，重复步骤b、c、d，得出磁强计的X轴和Y轴的夹角。

优选的，步骤a中，使用一个标准的高精度三分量磁强计来测量地磁矢量方向与某一固定轴的夹角α。

优选的，步骤b中，调整磁强计的Z轴，当磁强计的X轴或Y轴绕固定轴转动而Z轴读数不变时，即可判断磁强计的Z轴与固定轴重合。

优选的，步骤c具体为，首先绕固定轴转动磁强计的X轴使得X轴读数为正，然后继续绕固定轴转动磁强计的X轴，当磁强计的X轴读数首次为零时，再反方向绕固定轴转动磁强计的X轴，直至磁强计的X轴读数再次为零，记录前后两次磁强计的X轴读数为零时X轴所转动的角度2γ。

本发明还提出了一种测定三分量磁强计轴间夹角的装置，所述装置用无磁材料制作，包括以下部分：一个底座，一个中轴，一个角度传感器，三个微调整螺钉，和一个安装板；所述底座的位置固定，所述中轴安装在底座上，能够相对底座转动；所述角度传感器的定子与底座固定连接，转子与中轴连接，用于测量中轴相对底座转动的角度；所述安装板用于固定被测磁强计，通过所述微调螺钉与中轴连接，通过调节微调螺钉来调节安装板与中轴的相对角度。

优选的，上述方法采用一个上述专用测定装置，各个步骤的具体实现如下：