一种霍尔传感器校准装置及其校准标定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种霍尔传感器校准装置及其校准标定方法，包括校准磁体、校准工装、上位机、连接上位机的SENIS高斯计和核磁共振仪，校准工装具有多自由度调节且可移至校准磁体内；校准工装上设有NMR探头，NMR探头的前后两侧均相邻设有霍尔探头，霍尔探头上紧贴有热电半导体制冷器；NMR探头与核磁共振仪相连，所述霍尔探头与SENIS高斯计一一对应相连。本发明专利技术实现了多个霍尔传感器同时校准，有效的地提高校准效率和校准可靠性；并且NMR探头与霍尔探头的敏感区标志互相平行，可以有效地保证校准数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种霍尔传感器校准装置及其校准标定方法
本专利技术涉及磁场测量工具校准标定
，具体的说是一种霍尔传感器校准装置及其校准标定方法。
技术介绍
众所周知，霍尔传感器是一种常用的磁场测量仪器，广泛应用于多个领域。霍尔传感器具有测量精度高、响应速度快、可靠性高等多种优点。近年来，随着磁场测量技术的不断发展，霍尔传感器测量的范围达到10-15～103T，而国内外的霍尔传感器测量在高磁场情况下，测量精度降低，无法精确测量磁场强度值。因此，需要用更高精准度的磁场测量工具核磁共振仪来校准和标定霍尔传感器。而且霍尔探头具有明显的方向性，需要设计特殊的校准工装，确保霍尔传感器校准的准确性。
技术实现思路
为了避免和解决上述技术问题，本专利技术提出了一种霍尔传感器校准装置及其校准标定方法。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种霍尔传感器校准装置，包括校准磁体、校准工装、上位机、连接上位机的SENIS高斯计和核磁共振仪，所述校准工装具有多自由度调节且可移至校准磁体内；所述校准工装上设有NMR探头，所述NMR探头的前后两侧均相邻设有霍尔探头，所述霍尔探头上紧贴有热电半导体制冷器；所述NMR探头与核磁共振仪相连，所述霍尔探头与SENIS高斯计一一对应相连。进一步的，所述校准工装上沿自身轴线方向设有安装NMR探头的条形槽，所述NMR探头沉入校准工装内且向外伸出。进一步的，所述校准工装靠近校准磁体的一端设有凹槽，所述霍尔探头两两安装于同一凹槽内。进一步的，所述凹槽内均并排设有两个布线槽，所述布线槽沿校准工装外轮廓布置且延伸至条形槽内。进一步的，所述凹槽内两两安装的霍尔探头上设置一个热电半导体制冷器。进一步的，所述热电半导体制冷器连接有恒流电源。进一步的，所述校准工装连接有使自身旋转和上下移动的支架,所述支架连接有使自身左右移动的磁体平台。一种霍尔传感器校准装置的校准标定方法，包括以下步骤：步骤一：检查装置工作是否正常，并对霍尔探头进行工作前校零；步骤二：将霍尔探头分两组校准，采集不同温度挡下各标准点的电压AD值、温度值T、磁场感应强度B，通过曲面拟合得到函数关系式B＝F(U,T)，最后导入SENIS高斯计中更新内部原有算法；步骤三：作精度验证，将校准磁极设为一系列的磁感应强度值Bc，分别记录霍尔传感器显示值Bh、核磁共振仪显示值Bn，对比二者数据。进一步的，所述步骤二具体包括：步骤S201：通过恒流电源向热电半导体制冷器供电，调节霍尔探头的温度，设置温度档T0，T1，T2和T3，其中温度差△T＝10℃；步骤S202：设定N个校准点，通过上位机采集不同温度挡下所有校准点的磁场感应强度值B、电压AD值U以及温度值T；步骤S203：通过数据曲面拟合得到函数关系式B＝F(U,T)，然后将霍尔探头放置在零高斯腔内进行再次校零；步骤S204：切换另外一组四个霍尔探头与SENIS高斯计相连，重复步骤S201至S203；步骤S205：将函数关系式下传到SENIS高斯计中并保存。进一步的，所述步骤S202具体包括：步骤S21：设定校准磁极的磁感应强度初始值为B0＝2T，磁场变化步长为△B＝100mT，最大磁感应强度Bmax＝7T，校准点为1，2，…，50；步骤S22：完成校准点N＝1的数据采集后，改变校准磁极的磁感应强度为B1＝B0+△B，重复步骤S21，直到完成所有校准点N＝50的数据采集；步骤S23：调节恒流电源，改变温度值为T1，重复步骤S21、S22；调节恒流电源，改变温度值为T2，重复步骤S21、S22；调节恒流电源，改变温度值为T3，重复步骤S21、S22。本专利技术的有益效果是：本专利技术实现了多个霍尔传感器同时校准，有效的地提高校准效率和校准可靠性；并且NMR探头与霍尔探头的敏感区标志互相平行，可以有效地保证校准数据的准确性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术实施例的结构组成主视图；图2为本专利技术实施例中校准工装的结构示意图；图3为本专利技术实施例中校准工装的左端面结构示图；图4为本专利技术实施例中支架与磁体平台组合的俯视图；图5为本专利技术实施例中支架与磁体平台组合的左视图；图6为本专利技术实施例中霍尔传感器校准方法的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本专利技术进一步阐述。如图1至图6所示，一种霍尔传感器校准装置，包括校准磁体1、校准工装2、上位机8、连接上位机8的SENIS高斯计7和核磁共振仪10，所述校准工装2具有多自由度调节且可移至校准磁体1内；所述校准工装2上设有NMR探头5，所述NMR探头5的前后两侧均相邻设有霍尔探头4，所述霍尔探头4上紧贴有热电半导体制冷器6；所述NMR探头5与核磁共振仪10相连，所述霍尔探头4与SENIS高斯计7一一对应相连。所述校准工装2上沿自身轴线方向设有安装NMR探头5的条形槽2c，所述NMR探头5沉入校准工装2内且向外伸出。条形槽2c使得NMR探头安装在校准工装2的中央位置，NMR探头5伸出则可以十字光标区无遮挡的显露出，并与相邻的霍尔探头4的敏感区重合，即保证NMR探头5的十字光标位置与霍尔探头4的敏感区标志在同一条直线上，确保校准精度。所述校准工装2靠近校准磁体1的一端设有凹槽2a，所述霍尔探头4两两安装于同一凹槽2a内。由于霍尔探头4的外壳为陶瓷，易碎，因此将凹槽2a的深度设置为2mm，令霍尔探头4沉入凹槽2a内，通过绝缘透明胶带将霍尔探头4固定在校准工装2上，实现固定作用。所述凹槽2a内均并排设有两个布线槽2b，所述布线槽2b沿校准工装2外轮廓布置且延伸至条形槽2c内。所述条形槽2c的右端设有贯穿校准工装2的通孔2d，霍尔探头4、热电半导体制冷器6的电缆线在校准工装2外沿布线槽2b布置，进入条形槽2c内后从通孔2d穿出；而NMR探头5的电缆线则直接从通孔2d中穿出，使得整个校准工装2美观、简洁，方便布线，同时由于本专利技术中校准工装2具有多自由度调节，也可避免电缆线缠绕。所述校准工装2的上端面设有台面21，方便设置布线槽2b，所述校准工装2靠近校准磁体1的一端设为圆形。由于本专利技术中校准磁体1呈圆柱形，其内部形成的磁场同样为圆柱形区域，将校准工装2做成圆形则有助于和圆柱形的磁场相匹配，其次这样设计的校准工装2体积小、结构紧凑。本专利技术中优选的，校准磁体1的磁场均匀空间是直径50mm，长度100mm的圆柱形空间。所述凹槽2a内两两安装的霍尔探头4上设置一个热电半导体制冷器6。最大效率的利用热电半导体制冷器6，其中热电半导体制冷器6通过绝缘透明胶带固定在霍尔探头4上。所述热电半导体制冷器6连接有恒流电源9。通过热电半导体制冷器6控制霍尔探头4周围的温度，而恒流电源9则能够为热电半导体制冷器6提供稳定的电流，使得热电半导体制冷器6能够调节的温度范围更大、灵敏度更高、制冷制热时间更短，从而保证霍尔传感器的精确校准。所述校准磁体1为圆柱形磁极，内孔径70cm，可以方便校准工装进出；而且，其均匀区域是直径50mm、长度100mm的圆柱形空间，可以在此空间中同时布置多个霍尔探头4，且校准工装2与校准磁体1装配具有良好的同轴度。所述校准工装2连接有使自身旋转和上下移动的支架3,所述支架3连接有使自身左右移动的磁体平台11。所述支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霍尔传感器校准装置，包括校准磁体(1)、校准工装(2)、上位机(8)、连接上位机(8)的SENIS高斯计(7)和核磁共振仪(10)，其特征在于：所述校准工装(2)具有多自由度调节且可移至校准磁体(1)内；所述校准工装(2)上设有NMR探头(5)，所述NMR探头(5)的前后两侧均相邻设有霍尔探头(4)，所述霍尔探头(4)上紧贴有热电半导体制冷器(6)；所述NMR探头(5)与核磁共振仪(10)相连，所述霍尔探头(4)与SENIS高斯计(7)一一对应相连。

【技术特征摘要】
1.一种霍尔传感器校准装置，包括校准磁体(1)、校准工装(2)、上位机(8)、连接上位机(8)的SENIS高斯计(7)和核磁共振仪(10)，其特征在于：所述校准工装(2)具有多自由度调节且可移至校准磁体(1)内；所述校准工装(2)上设有NMR探头(5)，所述NMR探头(5)的前后两侧均相邻设有霍尔探头(4)，所述霍尔探头(4)上紧贴有热电半导体制冷器(6)；所述NMR探头(5)与核磁共振仪(10)相连，所述霍尔探头(4)与SENIS高斯计(7)一一对应相连。2.根据权利要求1所述的一种霍尔传感器校准装置，其特征在于：所述校准工装(2)上沿自身轴线方向设有安装NMR探头(5)的条形槽(2c)，所述NMR探头(5)沉入校准工装(2)内且向外伸出。3.根据权利要求2所述的一种霍尔传感器校准装置，其特征在于：所述校准工装(2)靠近校准磁体(1)的一端设有凹槽(2a)，所述霍尔探头(4)两两安装于同一凹槽(2a)内。4.根据权利要求3所述的一种霍尔传感器校准装置，其特征在于：所述凹槽(2a)内均并排设有两个布线槽(2b)，所述布线槽(2b)沿校准工装(2)外轮廓布置且延伸至条形槽(2c)内。5.根据权利要求3所述的一种霍尔传感器校准装置，其特征在于：所述凹槽(2a)内两两安装的霍尔探头(4)上设置一个热电半导体制冷器(6)。6.根据权利要求1所述的一种霍尔传感器校准装置，其特征在于：所述热电半导体制冷器(6)连接有恒流电源(9)。7.根据权利要求1所述的一种霍尔传感器校准装置，其特征在于：所述校准工装(2)连接有使自身旋转和上下移动的支架(3),所述支架(3)连接有使自身左右移动的磁体平台(11)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种霍尔传感器校准装置的校准标定方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：检查装置工作是否正常，并对霍尔探头(4)进行工作前...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐曼曼，杨春来，郑衍畅，王海，裴九芳，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34