[发明专利]一种直流磁场强度的测试方法

权利要求书

1.一种直流磁场强度的测试方法，其特征在于其所使用的测试系统包括正弦信号发生器、信号幅度放大模块、激光测振仪、NI采集卡和横向场激励的磁场传感器，所述的磁场传感器包括相互黏结固定的压电材料层和压磁材料层，所述的压电材料层的其中一个面上设置有正电极和负电极，所述的正电极和所述的负电极所在的面与所述的压电材料层与所述的压磁材料层的黏结面相正对，以实现磁场传感器的横向场激励，所述的正弦信号发生器分别与所述的信号幅度放大模块、所述的NI采集卡电连接，所述的信号幅度放大模块和所述的激光测振仪分别与所述的磁场传感器电连接，所述的激光测振仪与所述的NI采集卡电连接，具体方法包括以下具体步骤：

（1）、调整磁场传感器上的正电极与负电极之间的间距，并通过设置正弦信号发生器的输出信号，使正弦信号发生器产生扫频，扫频的频率范围为使磁场传感器产生一阶弯曲振动；

（2）、在步骤（1）所确定的扫频频率范围内，正弦信号发生器将正弦电信号通过信号幅度放大模块对磁场传感器产生激励，同时，正弦信号发生器将该正弦电信号作为参考信号传输给NI采集卡，通过NI采集卡发送给激光测振仪自带的软件；

（3）、将处于一阶弯曲振动模态下的磁场传感器置于已知磁场强度的直流磁场中，并通过激光测振仪测得磁场传感器在步骤（1）所确定的扫频频率范围内的振动位移和振动频率，此为采集信号，同时将该采集信号以电信号的形式经过NI采集卡发送给激光测振仪自带的软件，软件对接收到的参考信号和采集信号作处理后得到对应的频响函数和磁场传感器在该直流磁场中的谐振频率；

（4）、将处于一阶弯曲振动模态下的磁场传感器依次置于不同磁场强度的直流磁场中，重复步骤（3），逐一通过NI采集卡和激光测振仪测得相应的磁场传感器的谐振频率，然后通过Origin软件得到一阶弯曲振动模态下的磁场传感器的谐振频率与直流磁场的磁场强度关系图，并记下该关系图上谐振频率与磁场强度呈线性关系的一段所对应的磁场强度的范围；

（5）、调整磁场传感器上的正电极与负电极之间的间距，并通过设置正弦信号发生器的输出信号，使正弦信号发生器产生扫频，扫频的频率范围为使磁场传感器处于二阶弯曲振动；

（6）、在步骤（5）所确定的扫频频率范围内，重复步骤（2）～（4）的操作，得到二阶弯曲振动模态下的磁场传感器的谐振频率与直流磁场的磁场强度关系图，并记下该关系图上谐振频率与磁场强度呈线性关系的一段所对应的磁场强度的范围；

（7）、调整磁场传感器上的正电极与负电极之间的间距，并通过设置正弦信号发生器的输出信号，使正弦信号发生器产生扫频，扫频的频率范围为使磁场传感器处于厚度剪切振动；

（8）、在步骤（7）所确定的扫频频率范围内，重复步骤（2）～（4）的操作，得到厚度剪切振动模态下的磁场传感器的谐振频率与直流磁场的磁场强度关系图，并记下该关系图上谐振频率与磁场强度呈线性关系的一段所对应的磁场强度的范围；

（9）、根据所要测试的直流磁场的磁场强度所在的范围，再对应上述步骤（4）、（6）、（8）所得到的关系图，选择磁场强度所在的范围内谐振频率与磁场强度呈线性关系所对应的振动模态，然后将磁场传感器调控至该振动模态，并将正弦信号发生器的输出信号调节至相应的频率范围，正弦信号发生器对磁场传感器产生激励，同时，正弦信号发生器将电信号作为实测参考信号经NI采集卡发送给激光测振仪自带的软件，然后将磁场传感器放置于所要测试的直流磁场中，通过激光测振仪测得磁场传感器在上述频率范围内的实测振动位移和实测振动频率，此为实测采集信号，并将该实测采集信号以电信号的形式经NI采集卡发送给激光测振仪自带的软件，软件对接收到的实测参考信号和实测采集信号作处理后得到对应的频响函数和磁场传感器在所要测试的直流磁场中的实测谐振频率，最后根据该振动模态下的谐振频率与磁场强度的关系图，通过matlab软件分析得到准确的所测直流磁场的磁场强度。

2.如权利要求1所述的一种直流磁场强度的测试方法，其特征在于：所述的压电材料层的材料为具有逆压电效应的压电陶瓷、石英、钽酸镓镧、铌镁酸铅-钛酸铅、钽酸锂、铌酸锂或者锆钛酸铅，所述的压磁材料层的材料为稀土类铁磁材料。