本發(fā)明屬于磁電子器件校準技術(shù)領域，具體涉及一種磁電子器件校準裝置。

背景技術(shù)：

磁電子器件作為一種新興的磁敏感器件，因具有小體積、高精度、寬探測范圍、耐惡劣環(huán)境等特點，已廣泛應用于國防領域和民生領域。如炮彈彈道修正、空間環(huán)境磁場測量、航空磁勘測、車輛識別等。

磁電子器件主要通過磁電轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)對外界磁場環(huán)境變化的精確測量，其測量結(jié)果的準確性受其磁場特性參數(shù)及溫度特性參數(shù)的影響。但由于磁電子器件工作磁場范圍及溫度范圍較寬，國內(nèi)暫無相應設備滿足其校準需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種磁電子器件校準裝置，能夠復現(xiàn)-70℃～+170℃的恒定溫度環(huán)境、0.1mT～20mT的恒定磁場環(huán)境，并在設定空間內(nèi)實現(xiàn)溫度環(huán)境及磁場環(huán)境的均勻復合，滿足新興磁電子器件的磁場特性及溫度特性參數(shù)的測試校準需求，對促進磁電子器件的蓬勃發(fā)展具有重要的意義。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種磁電子器件校準裝置，包括：磁場線圈、控制柜、液氮灌、無磁真空高低溫管及無磁調(diào)節(jié)組件；

所述磁場線圈采用加萊特厚壁磁場線圈；

所述控制柜內(nèi)設有恒流源、電流采集模塊、工控機、杜瓦瓶、加熱器、真空泵、溫控表、溫度巡檢儀及真空計；

所述無磁真空高低溫管通過來自控制柜的杜瓦瓶的高/低溫氮氣的熱輻射及熱傳導來間接改變無磁真空高低溫管內(nèi)安裝的被測的磁電子器件所在空間的環(huán)境溫度；

所述無磁調(diào)節(jié)組件用于磁場線圈和無磁真空高低溫管的位置調(diào)節(jié)，所述位置調(diào)節(jié)包括沿磁場線圈的軸向移動、在水平面上的偏轉(zhuǎn)及沿豎直方向的俯仰；

整體連接關系如下：磁場線圈安裝在無磁調(diào)節(jié)組件上；磁場線圈通過電纜分別與控制柜內(nèi)的恒流源、電流采集模塊及工控機連接，通過工控機內(nèi)設有的控制軟件控制恒流源對磁場線圈進行供電，通過電流采集模塊監(jiān)測流入磁場線圈中的電流幅值，并通過調(diào)節(jié)恒流源對磁場線圈的供電，使得磁場線圈的內(nèi)部空間形成的測量磁場與設定磁場相同；

無磁真空高低溫管同軸安裝在磁場線圈的內(nèi)部空間，所述無磁真空高低溫管的兩端分別設有進氣口和出氣口，其出氣口與外部大氣相通，其進氣口通過氣路分別與控制柜內(nèi)的杜瓦瓶和液氮灌連接，且所述杜瓦瓶與液氮灌連接，控制柜內(nèi)的加熱器安裝在所述氣路上，通過加熱器對流入無磁真空高低溫管內(nèi)的氮氣進行加熱；控制柜內(nèi)的溫度巡檢儀通過電纜與無磁真空高低溫管電氣連接，并對流入無磁真空高低溫管內(nèi)的氣體溫度進行監(jiān)測的溫度值發(fā)送給工控機，工控機內(nèi)設的控制軟件依據(jù)接收到的溫度值通過控制溫控表對加熱器的加熱溫度進行控制調(diào)節(jié)，實現(xiàn)在無磁真空高低溫管的內(nèi)部空間復現(xiàn)設定幅值的恒定高/低溫環(huán)境。

進一步的，所述無磁真空高低溫管包括：外層保溫套、外層石英管、內(nèi)層石英管、石墨均熱筒及樣品臺；

所述外層保溫套采用鋁酸棉材料；

外層保溫套貼合套裝在外層石英管外，內(nèi)層石英管同軸安裝在外層石英管內(nèi)，且內(nèi)層石英管與外層石英管之間的環(huán)形間隙通過控制柜內(nèi)的真空泵抽為真空，并通過控制柜的真空計監(jiān)測所述環(huán)形間隙的真空度；石墨均熱筒同軸安裝在內(nèi)層石英管內(nèi)部，石墨均熱筒一端封閉，一端開口，且其封閉端與的進氣口相對；石墨均熱筒的內(nèi)腔為石墨腔體，即溫度復現(xiàn)空間，用于放置樣品臺；被測的磁電子器件安裝在樣品臺上，并通過定位螺絲進行限位固定；被測的磁電子器件通過電纜與無磁航空接插件連接實現(xiàn)與外部監(jiān)測系統(tǒng)的實時通訊。

進一步的，所述無磁調(diào)節(jié)組件包括：底架、調(diào)節(jié)平臺、線圈框架、弧形連接板及螺桿；

所述底架上設有兩條平行的導軌；調(diào)節(jié)平臺通過滾輪與導軌配合，實現(xiàn)對磁場線圈在其軸向上的位置調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)平臺上設有兩條弧形安裝槽，所述弧形安裝槽的中軸線與導軌平行；線圈框架底部的滑輪與所述弧形安裝槽配合，能夠帶動線圈框架進行相對于導軌的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對磁場線圈在水平面上的偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；在線圈框架的兩端各安裝一個弧形連接板，用于安裝磁場線圈；所述螺桿安裝在調(diào)節(jié)平臺上，通過其軸向移動能夠抵觸在其中一個弧形連接板的底面，并將該弧形連接板頂起，實現(xiàn)對磁場線圈的俯仰調(diào)節(jié)。

有益效果：(1)本發(fā)明的校準裝置能夠復現(xiàn)較大磁場幅值及溫度幅值范圍的恒定場，即復現(xiàn)-70℃～+170℃、0.1mT～20mT的恒定溫度及磁場復合環(huán)境，實現(xiàn)磁場均勻區(qū)與溫度均勻區(qū)的有效復合，提供磁電子器件測試校準所需求的背景環(huán)境，且在Φ50mm×60mm的空間區(qū)域內(nèi)，溫度環(huán)境波動小于±0.2℃，磁場環(huán)境波動小于0.03％，具有較好的溫度穩(wěn)定性、磁場穩(wěn)定性、磁場均勻性的特點；該裝置能夠滿足市面上所存在的絕大多數(shù)磁電子器件參數(shù)的測試校準需求，填補我國在該領域方面的空白，對促進磁電子器件在我國的發(fā)展及應用具有重要的作用。

(2)本發(fā)明通過采用加萊特厚壁磁場線圈，并配合高穩(wěn)定度的恒流源共同復現(xiàn)所需要幅值、磁場穩(wěn)定度、磁場均勻性的恒定磁場空間；磁場線圈與高穩(wěn)定度恒流源配合使用可在Φ60mm×70mm的空間內(nèi)，產(chǎn)生非均勻性優(yōu)于0.05％，穩(wěn)定性優(yōu)于0.03％的恒定磁場。

(3)本發(fā)明的無磁真空高低溫管為溫度復現(xiàn)空間，與溫度發(fā)生裝置即液氮灌或杜瓦瓶相互獨立；通過高/低溫氮氣的熱輻射及熱傳導來間接改變目標空間內(nèi)的環(huán)境溫度，以減小溫度發(fā)生裝置對溫度復現(xiàn)空間分布均勻性的影響；無磁真空高低溫管通過雙層真空石英管隔絕外界環(huán)境對溫度復現(xiàn)空間的影響，通過石墨均熱筒保證溫度復現(xiàn)空間區(qū)域溫度環(huán)境分布的均勻性；最終在Φ70mm×150mm的空間內(nèi)產(chǎn)生溫度均勻性優(yōu)于±1℃，溫度波動小于±0.2℃/10min的恒定高/低溫環(huán)境。

(4)本發(fā)明的無磁調(diào)節(jié)組件采用純機械結(jié)構(gòu)來固定支撐磁場線圈與無磁真空高低溫管；并能夠?qū)崿F(xiàn)磁場線圈與無磁真空高低溫管的沿導軌水平±10°轉(zhuǎn)動和軸向±50mm移動及±5°的俯仰運動，從而在Φ50mm×60mm空間區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)恒定磁場環(huán)境與恒定高/低溫環(huán)境的均勻復合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖2為本發(fā)明的磁場線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的無磁真空高低溫管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的無磁調(diào)節(jié)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-磁場線圈，2-液氮灌，3-無磁真空高低溫管，4-無磁調(diào)節(jié)組件，5-控制柜，6-外層保溫套，7-外層石英管，8-內(nèi)層石英管，9-樣品臺，10-石墨均熱筒，12-石墨腔體，13-底架，14-導軌，15-調(diào)節(jié)平臺，16-線圈框架，17-弧形連接板，18-滑輪，19-螺桿，20-滾輪，21-主線圈繞組，22-輔線圈繞組。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。

本發(fā)明提供了一種磁電子器件校準裝置，參見附圖1，包括：磁場線圈1、控制柜5、液氮灌2、無磁真空高低溫管3及無磁調(diào)節(jié)組件4；

參見附圖2，所述磁場線圈1采用加萊特厚壁磁場線圈；該線圈在相對較小的尺寸下，能夠達到較理想的磁場的均勻性及磁場強度要求；加萊特厚壁磁場線圈是六階均勻磁場線圈，包括：骨架、主線圈繞組21和兩個輔線圈繞組22；所述主線圈繞組21纏繞在整個骨架上，其最內(nèi)層采用疏繞，其余4層采用密繞，用于復現(xiàn)0.1mT～20mT的恒定磁場；兩個輔線圈繞組22分別位于骨架兩端，均采用密繞，用于調(diào)節(jié)空間內(nèi)部的磁場均勻性；

所述控制柜5內(nèi)設有高穩(wěn)定度的恒流源、電流采集模塊、工控機、杜瓦瓶、加熱器、真空泵、溫控表、溫度巡檢儀及真空計；

所述無磁真空高低溫管3通過來自控制柜5的杜瓦瓶的高/低溫氮氣的熱輻射及熱傳導來間接改變無磁真空高低溫管3內(nèi)安裝的被測的磁電子器件所在空間的環(huán)境溫度；

參見附圖4，所述無磁調(diào)節(jié)組件4包括：底架13、調(diào)節(jié)平臺15、線圈框架16、弧形連接板17及螺桿19；所述底架13上設有兩條平行的導軌14；調(diào)節(jié)平臺15通過滾輪20與導軌14配合，進而安裝在底架13上，調(diào)節(jié)平臺15上設有兩條弧形安裝槽，所述弧形安裝槽的中軸線與導軌14平行；線圈框架16底部的滑輪18與所述弧形安裝槽配合，能夠帶動線圈框架16相對于導軌14的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對磁場線圈1在水平面上的偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；通過調(diào)節(jié)平臺15在導軌14上的移動實現(xiàn)磁場線圈1在其軸向上的調(diào)節(jié)；在線圈框架16的兩端各安裝一個弧形連接板17，用于安裝磁場線圈1；螺桿19安裝在調(diào)節(jié)平臺15上，通過其軸向移動能夠抵觸在其中一個弧形連接板17的底面，并將該弧形連接板17頂起，實現(xiàn)對磁場線圈1的俯仰調(diào)節(jié)；

整體連接關系如下：磁場線圈1通過與弧形連接板17連接，而安裝在無磁調(diào)節(jié)組件4的線圈框架16中；磁場線圈1通過電纜分別與控制柜5內(nèi)的恒流源、電流采集模塊及工控機連接，通過工控機內(nèi)設有的控制軟件控制恒流源對磁場線圈1進行供電，通過電流采集模塊監(jiān)測流入磁場線圈1中的電流幅值，并通過調(diào)節(jié)恒流源對磁場線圈1的供電，使得磁場線圈1的內(nèi)部空間形成的測量磁場與設定磁場相同，從而在磁場線圈1的內(nèi)部空間復現(xiàn)設定幅值的恒定磁場環(huán)境；

無磁真空高低溫管3同軸安裝在磁場線圈1的內(nèi)部，所述無磁真空高低溫管3的兩端分別設有進氣口和出氣口，其出氣口與外部大氣相通，其進氣口通過氣路分別與控制柜5內(nèi)的杜瓦瓶和液氮灌2連接，且所述杜瓦瓶與液氮灌2連接(通過電磁閥控制杜瓦瓶或液氮灌2之一工作)，控制柜5內(nèi)的加熱器安裝在所述氣路上，通過加熱器對流入無磁真空高低溫管3內(nèi)的氮氣進行加熱；控制柜5內(nèi)的溫度巡檢儀通過電纜與無磁真空高低溫管3電氣連接，并對流入無磁真空高低溫管3內(nèi)的氣體溫度進行監(jiān)測的溫度值發(fā)送給工控機，工控機內(nèi)設的控制軟件依據(jù)接收到的溫度值通過控制溫控表對加熱器的加熱溫度進行控制調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)在無磁真空高低溫管3的內(nèi)部空間復現(xiàn)設定幅值的恒定高/低溫環(huán)境(由于液氮溫度極低，因此，恒定低溫環(huán)境同樣需對氣路內(nèi)的氮氣進行加熱)；

其中，參見附圖3，所述無磁真空高低溫管3包括：外層保溫套6、外層石英管7、內(nèi)層石英管8、石墨均熱筒10及樣品臺9；

所述外層保溫套6采用鋁酸棉材料，具有柔韌性好、熱導率低等特點，用于隔絕外界環(huán)境變化對溫管內(nèi)部溫度的影響；

外層保溫套6貼合套裝在外層石英管7外，內(nèi)層石英管8同軸安裝在外層石英管7內(nèi)，且內(nèi)層石英管8與外層石英管7之間的環(huán)形間隙通過控制柜5內(nèi)的真空泵抽為真空，并通過控制柜5的真空計監(jiān)測所述環(huán)形間隙的真空度；利用高真空絕熱的卓越性能，將輻射換熱、層間管壁的導熱和殘余氣體的導熱降低到最低程度；石墨均熱筒10同軸安裝在內(nèi)層石英管8內(nèi)部，石墨均熱筒10一端封閉，一端開口，且其封閉端與3的進氣口相對；石墨均熱筒10的內(nèi)腔為石墨腔體12，即溫度復現(xiàn)空間，用于放置樣品臺9；石墨均熱筒10用于提高石墨腔體12內(nèi)部空間的溫度均勻性；被測的磁電子器件安裝在樣品臺9上，并通過定位螺絲進行限位固定；被測的磁電子器件通過電纜與無磁航空接插件連接實現(xiàn)與外部監(jiān)測系統(tǒng)的實時通訊；工作時，氣體從無磁真空高低溫管3的進氣口進入內(nèi)層石英管8的腔體后，受壓力作用向無磁真空高低溫管3的出氣口運動；由于石墨均熱筒10封閉端的阻斷作用，僅少部分氣體能通過內(nèi)層石英管8與石墨均熱筒10之間的縫隙流向出氣口，大部分氣體受阻后先返回到進氣口端，并在進氣口的壓力作用下再折返流向出氣口，能在一定程度上提高整個溫度系統(tǒng)的溫升溫降速率，降低石墨腔體12內(nèi)溫度穩(wěn)定所需要的時間。

工作原理：通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)平臺16底部的滾輪20，實現(xiàn)調(diào)節(jié)平臺16沿導軌14方向的移動，使磁場線圈1和無磁真空高低溫管3沿導軌14方向?qū)崿F(xiàn)±50mm范圍的相對移動；通過調(diào)節(jié)線圈框架16底部的滑輪18，實現(xiàn)磁場線圈1和無磁真空高低溫管3沿相對于導軌14水平方位±10°范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動；同時通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)平臺1上的螺桿19，實現(xiàn)磁場線圈1和無磁真空高低溫管3在俯仰±5°范圍內(nèi)的移動；

對被測的磁電子器件進行校準時，通過控制柜5的工控機內(nèi)設有的控制軟件控制恒流源對磁場線圈1進行供電，通過電流采集模塊監(jiān)測流入磁場線圈1中的電流幅值，并通過調(diào)節(jié)恒流源對磁場線圈1的供電，使得磁場線圈1的內(nèi)部空間形成的測量磁場與設定磁場相同，從而在磁場線圈1的內(nèi)部空間復現(xiàn)0.1mT～20mT的恒定磁場環(huán)境；

通過控制柜5內(nèi)的加熱器對來自杜瓦瓶或液氮灌2內(nèi)的氮氣加熱，控制柜5內(nèi)的溫度巡檢儀對流入無磁真空高低溫管3內(nèi)的氣體溫度進行監(jiān)測后，工控機內(nèi)設有的控制軟件通過控制溫控表對加熱器的加熱溫度進行控制調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)在無磁真空高低溫管3的內(nèi)部空間復現(xiàn)-70℃～+170℃的恒定高/低溫環(huán)境；

在恒定磁場環(huán)境和恒定高/低溫環(huán)境中，對被測的磁電子器件的磁場特性及溫度特性參數(shù)進行測試校準。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。