[发明专利]一种霍尔-线圈复合式三维磁特性测量传感箱

说明书

本发明公开了一种霍尔‑线圈复合式三维磁特性测量传感箱，包括六个霍尔‑线圈复合传感器和一个骨架；六个霍尔‑线圈复合传感器分别放置于骨架的六个面；每个霍尔‑线圈复合传感器均包括一个霍尔元件、一个霍尔元件电路板、一个B线圈、一个B线圈电路板和若干个垫板。本传感箱中的霍尔‑线圈复合传感器采用霍尔元件测量磁场强度H，B线圈测量磁感应强度B。霍尔元件精度高、线性好、频带宽、响应快；同时霍尔元件的使用减弱了由于挤压而造成H线圈安匝数不准对最终实验结果的影响。霍尔元件采用贴片式双轴型霍尔元件，可以测量垂直的双方向磁场，解决了目前不能测量同一点的双方向磁场强度的问题。

技术领域

本发明涉及三维磁特性测量领域，具体是一种霍尔-线圈复合式三维磁特性测量传感箱。

背景技术

三维磁特性测量系统主要包括激磁系统、传感系统和数据处理系统。激磁结构是磁特性测量装置，通过柔性激磁线圈在待测样品中心产生一个三维磁场，可以将这个磁场控制成球形、椭球形以及其他不规则形状；传感系统是通过紧贴在样品表面的自制B-H传感器进行电压信号采集；数据处理系统由数据采集卡和用LabVIEW软件编写的DAQ数据采集程序组成，该系统将采集的电压信号经过一系列计算生成磁滞回线，进而得到样品的矫顽力、剩磁以及三维磁损耗。

目前较为通用的B-H传感器是由信号线绕制而成的传感线圈，B为圆形线圈，H为矩形线圈，将B线圈镶嵌在PCB板中心位置，H线圈则是套在PCB板上，位置也在板子的中心。在做B-H传感器定位时，是将做好的B-H传感器通过十字定位的方式粘在样品中心位置，进而测得待测样品的磁性指标。

传统的B-H传感器原理是应用电磁感应现象，在测量之前需要通过螺线管校正线圈的安匝数(NS)，由于三维测量装置是通过极头将样品紧固在中心区域，所以H线圈的安匝数会在安装时发生变化，导致最终测量结果不准确；另外，由于B线圈是包在H线圈内部的，所以不能保证B线圈紧贴样品表面，会造成最终的测量结果不准确；最后，之前的B-H传感器在定位时，应用的是十字定位法，在样品上画一个十字，将B-H传感器与所画十字对齐，再将传感器粘在样品表面，这将会引入很大的人为误差，最终导致了测量结果的不准确。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种霍尔-线圈复合式三维磁特性测量传感箱。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种霍尔-线圈复合式三维磁特性测量传感箱，其特征在于该传感箱包括六个霍尔-线圈复合传感器和一个骨架；六个霍尔-线圈复合传感器分别放置于骨架的六个面；

每个霍尔-线圈复合传感器均包括一个霍尔元件、一个霍尔元件电路板、一个B线圈、一个B线圈电路板和若干个垫板；

所述霍尔元件固定在霍尔元件电路板的一侧面；所述霍尔元件电路板的双方向信号线焊盘通过信号线与外部的数据采集卡连接；所述霍尔元件电路板的电源线焊盘通过电源线与外界直流电源相连；所述B线圈固定于B线圈电路板的圆形通孔中；B线圈的两个输出端双绞后通固定在B线圈电路板的B线圈焊盘上，再通过信号线连接到外部的数据采集卡上；

霍尔元件电路板的具有霍尔元件的一面与垫板的一面连接，垫板的另一面与B线圈电路板的具有B线圈焊盘的一面连接，形成霍尔-线圈复合传感器，使得霍尔元件、所有的信号线和电源线均位于霍尔-线圈复合传感器的内侧；B线圈嵌套于霍尔元件外侧，两者互不接触，同时B线圈与霍尔元件平齐，测量时B线圈和霍尔元件均与样品贴合且正对样品的中心。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本传感箱中的霍尔-线圈复合传感器采用霍尔元件测量磁场强度H，B线圈测量磁感应强度B。霍尔元件精度高、线性好、频带宽、响应快；同时霍尔元件的使用减弱了由于挤压而造成H线圈安匝数不准对最终实验结果的影响。