[发明专利]一种直流磁场强度的测试方法

说明书

本发明公开了一种直流磁场强度的测试方法，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；优点是本方法通过横向场激励下磁场传感器的谐振频率来判断直流磁场强度，克服了温度对磁场传感器的影响；而且通过磁场传感器三种不同振动模态下的谐振频率来判断不同强度范围的直流磁场，实现了直流磁场强度的准确测试；又由于磁场传感器上的正、负电极位于压电材料层的同一侧，使得所有的电极及引线均置于磁场传感器的后端，消除了电极对磁场探测信号的干扰与衰减，进一步确保了磁场强度测试的准确性。

技术领域

本发明涉及磁场参数的测试，尤其涉及一种直流磁场强度的测试方法。

背景技术

目前直流磁场的测量方法主要有霍尔元件检测法、流水式NMR测场法、干簧管磁场检测法、磁通门磁强计法等。这些方法中，霍尔元件检测法具有体积小，结构简单，频率响应宽，输出电压变化大以及寿命长等优点，但是互换性差，测量电路工作时间过长会导致发热，使得霍尔元件的电路系统中的霍尔电压表产生测量误差，以及电极位置不完全对称所引起的不等位电势。流水式NMR测场仪需要用较强磁场对流动水样品进行预极化，对检测弱磁场会很困难，还会出现准确度的问题，如数字频率计读数的量化误差、水的抗磁性磁化率影响以及检测器噪音影响。干簧管磁场检测结构简单，体积小，便于控制，但是响应时间长。磁通门磁强计灵敏度高，携带方便，但是电路复杂，电路参数受温度影响大且调试难度困难。

因此，要提出一种具有灵敏度高、测量精度高、能检测强弱磁场以及不受温度影响的直流磁场测量方法，将具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直流磁场强度的测试方法，其可克服温度对传感器的影响，使得磁场强度的测试准确。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种直流磁场强度的测试方法，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；