專利名稱：互感線圈測量系統(tǒng)及其在實(shí)現(xiàn)均勻互感量垂直方向梯度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
權(quán)利要求
一種互感線圈測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括內(nèi)部激勵(lì)線圈，外部激勵(lì)線圈和可動線圈；其特征在于，所述內(nèi)部激勵(lì)線圈包括一組線圈，兩兩一組順向串聯(lián)，串聯(lián)后的線圈繞組再反向串聯(lián)，用于產(chǎn)生均勻的輻射狀磁場；所述外部激勵(lì)線圈也包含一組線圈，兩兩一組順向串聯(lián)，串聯(lián)后的線圈繞組再反向串聯(lián)；所述內(nèi)部激勵(lì)線圈同軸設(shè)置在所述外部激勵(lì)線圈內(nèi)；所述內(nèi)部激勵(lì)線圈和外部激勵(lì)線圈通過分立的絕緣套相互電氣絕緣，絕緣套采用的材料是有機(jī)玻璃；所述可動線圈活動設(shè)置在所述外部激勵(lì)線圈中部，其上下移動的距離控制在2cm范圍內(nèi)；測量時(shí)，所述內(nèi)部激勵(lì)線圈和外部激勵(lì)線圈加載同樣的恒定電流，激勵(lì)線圈在環(huán)形區(qū)中實(shí)現(xiàn)了高均勻的互感量垂直方向梯度，使得該環(huán)形區(qū)中載流可動線圈受的洛侖茲力在垂直方向不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互感線圈測量系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部激勵(lì)線圈由4個(gè)尺寸一樣的線圈組成，兩兩一組順向串聯(lián)，串聯(lián)后的兩組線 圈繞組再反向串聯(lián)；所述外部激勵(lì)線圈同樣由4個(gè)尺寸一樣的線圈組成，兩兩一組順向串 聯(lián)，串聯(lián)后的兩組線圈繞組再反向串聯(lián)；所述測量系統(tǒng)包括懸掛系統(tǒng)，所述可動線圈通過固定的懸掛系統(tǒng)設(shè)置在所述外部激勵(lì) 線圈外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種互感線圈測量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)互感線圈系統(tǒng)所述內(nèi)部激勵(lì)線圈和外部激勵(lì)線圈的間距R與外部激勵(lì)線圈與可 動線圈的距離H滿足R2 = 4/3 H2,內(nèi)部激勵(lì)線圈、外部激勵(lì)線圈、可動線圈匝數(shù)比滿足 10000 2700 430時(shí)，在互感線圈系統(tǒng)對稱平面附近會形成軸向長度為2cm的環(huán)形磁場 均勻區(qū)，在該均勻區(qū)線圈系統(tǒng)互感參數(shù)具有四階均勻性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種互感線圈測量系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部激勵(lì)線圈內(nèi)徑60-110mm，外徑200-250mm，匝數(shù)10000 ；外部激勵(lì)線圈內(nèi) 徑200-250mm，外徑300-330_，匝數(shù)2700 ；可動線圈內(nèi)徑270-300mm，匝數(shù)430。
5.采用權(quán)利要求1-4之一的系統(tǒng)，在互感線圈環(huán)形區(qū)中實(shí)現(xiàn)高均勻的互感量垂直方向 梯度的方法，其特征在于為了在互感線圈環(huán)形區(qū)中實(shí)現(xiàn)高均勻的互感量垂直方向梯度，達(dá) 到可動線圈在環(huán)形區(qū)中受的洛侖茲力在垂直方向不變；所述方法包括如下步驟步驟1分析外部激勵(lì)線圈，內(nèi)部激勵(lì)線圈和可動線圈關(guān)系；步驟2建立理論物理模型設(shè)激勵(lì)線圈系統(tǒng)為無限長導(dǎo)線，在靠近中心的(x，z)處再放 一根導(dǎo)線作為可動線圈；當(dāng)調(diào)整激勵(lì)線圈系統(tǒng)和可動線圈之間的的空間位置關(guān)系，是可以 構(gòu)建一個(gè)環(huán)形區(qū)域，在此區(qū)域互感量垂直方向梯度aM/az幾乎為常數(shù)；即在原點(diǎn)處的互感量垂直方向梯度^將隨坐標(biāo)的微小變化很不敏感在以原點(diǎn)為中心的一個(gè)圓形區(qū)域中互 感量垂直方向梯度.幾乎為常數(shù) Z02 = 3 x02(16)
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于當(dāng)互感線圈系統(tǒng)所述內(nèi)部激勵(lì)線圈和外部激勵(lì)線圈的間距R與外部激勵(lì)線圈與可 動線圈的距離H滿足R2 = 4/3H2，內(nèi)部激勵(lì)線圈、外部激勵(lì)線圈、可動線圈匝數(shù)比滿足 10000 2700 430時(shí)，在互感線圈系統(tǒng)對稱平面附近會形成軸向長度為2cm的環(huán)形磁場 均勻區(qū)，在該均勻區(qū)線圈系統(tǒng)互感參數(shù)具有四階均勻性。
全文摘要
本發(fā)明研發(fā)了一種新型的互感線圈系統(tǒng)和在互感線圈環(huán)形區(qū)中實(shí)現(xiàn)高均勻的互感量垂直方向梯度的方法，區(qū)別于以往傳統(tǒng)的互感線圈系統(tǒng)，通過合理的配置線圈的參數(shù)，互感線圈主次繞組的相對位置，內(nèi)部激勵(lì)線圈和外部激勵(lì)線圈的間距R與激勵(lì)線圈與懸掛線圈的距離H滿足R2＝4/3H2，內(nèi)部激勵(lì)線圈、外部激勵(lì)線圈、懸掛線圈匝數(shù)比滿足10000∶2700∶430時(shí)，在焦耳天平磁場對稱平面附近會形成軸向長度為2cm的環(huán)形磁場均勻區(qū)，在該均勻區(qū)線圈系統(tǒng)互感參數(shù)具有四階均勻性。
文檔編號G01R29/20GK101968517SQ20101027780
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者張鐘華, 李正坤, 李辰, 賀青, 韓冰 申請人:中國計(jì)量科學(xué)研究院