一种抗干扰磁阻多层膜标定系统及其标定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种抗干扰磁阻多层膜标定系统及其标定方法，该系统包括：两个三维亥姆霍兹线圈、三轴磁通门磁强计、转换电路以及控制装置；控制装置检测到三轴磁通门磁强计输出的反馈电压为零时，激励第二三维亥姆霍兹线圈产生激励磁场，采集待测磁阻多层膜在激励磁场下的输出电压，进行标定。通过嵌套两个三维亥姆霍兹线圈，并利用高灵敏度的磁通门磁强计监测地磁场干扰，通过第一三维亥姆霍兹线圈提供负反馈磁场抵消地磁场的干扰。通过第二三维亥姆霍兹线圈提供激励磁场，测试标定待测的磁阻多层膜。还可以从任意方向抵消外界地磁场的干扰，避免磁屏蔽筒的轴向屏蔽效果差的缺陷，且无需建设大型磁屏蔽室即可实现高灵敏度磁阻多层膜的标定。多层膜的标定。多层膜的标定。

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰磁阻多层膜标定系统及其标定方法


[0001]本专利技术涉及磁场传感
，具体涉及一种抗干扰磁阻多层膜标定系统及其标定方法。

技术介绍

[0002]磁阻传感器近年来由于其具有可测量交直流、高灵敏度、低噪声、低功耗的特点，越来越多的应用在新能源和电力电子装备中。磁阻传感器由磁阻多层膜构成，高灵敏度磁阻多层膜需要测试标定灵敏度、温漂等性能指标。
[0003]然而，高灵敏度磁阻多层膜标定时一般激励磁场幅值较小，极易受到地磁场的干扰，影响磁阻多层膜的标定结果。现有技术中，一般通过将待测试标定的磁阻多层膜放在高磁导率屏蔽筒中降低干扰，或建设专用的大型磁屏蔽实验室开展标定测试。高磁导率屏蔽筒由于需要将磁场激励线圈从轴向放入内部并引出信号和电源线，因此在轴向一般没有屏蔽。建设专用的大型磁屏蔽实验室虽然效果好，但对场地要求高，施工成本高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种抗干扰磁阻多层膜标定系统及其标定方法，以解决现有技术中磁阻多层膜标定时屏蔽效果差或者施工成本高的技术问题。
[0005]本专利技术实施例提供的技术方案如下：
[0006]本专利技术实施例第一方面提供一种抗干扰磁阻多层膜标定系统，包括：第一三维亥姆霍兹线圈、第二三维亥姆霍兹线圈、三轴磁通门磁强计、转换电路以及控制装置；所述第二三维亥姆霍兹线圈设置在所述第一三维亥姆霍兹线圈内部，待测磁阻多层膜设置在所述第二三维亥姆霍兹线圈内部，所述三轴磁通门磁强计设置在所述第一三维亥姆霍兹线圈和所述第二三维亥姆霍兹线圈之间，所述转换电路设置在所述第一三维亥姆霍兹线圈外部，所述转换电路的一端连接所述三轴磁通门磁强计，所述转换电路的另一端连接所述第一三维亥姆霍兹线圈；所述三轴磁通门磁强计根据地磁场和所述第一三维亥姆霍兹线圈产生的负磁场的合成磁场生成反馈电压，所述转换电路接收所述反馈电压生成反馈电流输出至所述第一三维亥姆霍兹线圈，所述第一三维亥姆霍兹线圈根据所述反馈电流产生负磁场；所述控制装置连接所述三轴磁通门磁强计和待测磁阻多层膜，所述控制装置检测到所述三轴磁通门磁强计输出的反馈电压为零时，激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生激励磁场，采集待测磁阻多层膜在所述激励磁场下的输出电压，根据所述输出电压和所述激励磁场对待测磁阻多层膜进行标定。
[0007]可选地，该抗干扰磁阻多层膜标定系统还包括：温度箱，所述第一三维亥姆霍兹线圈、第二三维亥姆霍兹线圈、三轴磁通门磁强计以及待测磁阻多层膜设置在所述温度箱中；所述控制装置还用于改变所述温度箱的温度，在不同温度下，根据所述输出电压和所述激励磁场对待测磁阻多层膜进行灵敏度标定。
[0008]可选地，所述控制装置还用于获取不同温度下待测磁阻多层膜在无磁场环境中的
零点偏置电压，根据零点偏置电压和灵敏度标定计算灵敏度的平均温漂和零点偏置电压的平均零漂。
[0009]可选地，所述转换电路包括：积分器、加法器以及跨导放大器；所述积分器的一端连接所述三轴磁通门磁强计，所述积分器的另一端连接所述加法器的第一输入端，所述加法器的第二输入端连接所述三轴磁通门磁强计，所述加法器的输出端连接所述跨导放大器的一端，所述跨导放大器的另一端连接所述第一三维亥姆霍兹线圈；所述积分器接收反馈电压积分后输入至所述加法器，所述加法器接收积分后的反馈电压和所述三轴磁通门磁强计输出的反馈电压相加后输入至所述跨导放大器，所述跨导放大器将相加后的电压转换为反馈电流后输入至所述第一三维亥姆霍兹线圈。
[0010]可选地，所述控制装置包括：电流源、电压表和微处理器；所述微处理器分别连接所述电流源和电压表，所述电流源连接所述第二三维亥姆霍兹线圈，所述电压表连接待测磁阻多层膜，所述微处理器检测到所述三轴磁通门磁强计输出的反馈电压为零时控制所述电流源激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生激励磁场，所述微处理器控制所述电压表采集待测磁阻多层膜在所述激励磁场下的输出电压。
[0011]可选地，该抗干扰磁阻多层膜标定系统还包括：供电电源，所述供电电源为待测磁阻多层膜和所述三轴磁通门磁强计提供电源；待测磁阻多层膜包括层叠设置的多层膜构成的磁电阻、基底以及印制电路板，所述基底上的金属焊盘和所述印制电路板上的金属焊盘邦定在一起作为电源端口和输出电压端口。
[0012]本专利技术实施例第二方面提供一种抗干扰磁阻多层膜标定方法，应用于本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的抗干扰磁阻多层膜标定系统，所述方法包括：控制所述三轴磁通门磁强计工作；监测所述三轴磁通门磁强计输出的反馈电压是否为零时；当为零时，激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生激励磁场；采集待测磁阻多层膜在所述激励磁场下的输出电压；根据所述输出电压和所述激励磁场对待测磁阻多层膜进行标定。
[0013]可选地，激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生激励磁场，包括：激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生第一方向大于零、第二方向和第三方向等于零的第一激励磁场；激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生第二方向大于零、第一方向和第三方向等于零的第二激励磁场；激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生第三方向大于零、第一方向和第二方向等于零的第三激励磁场；采集待测磁阻多层膜在所述激励磁场下的输出电压，包括：采集待测磁阻多层膜在所述第一激励磁场下的第一输出电压、待测磁阻多层膜在所述第二激励磁场下的第二输出电压以及待测磁阻多层膜在所述第三激励磁场下的第三输出电压。
[0014]可选地，根据所述输出电压和所述激励磁场对待测磁阻多层膜进行标定，包括：获取待测磁阻多层膜在无磁场环境中的零点偏置电压；根据所述零点偏置电压、第一输出电压、第二输出电压、第三输出电压、第一激励磁场、第二激励磁场以及第三激励磁场进行待测磁阻多层膜的灵敏度标定。
[0015]可选地，抗干扰磁阻多层膜标定方法还包括：改变所述第一三维亥姆霍兹线圈、第二三维亥姆霍兹线圈、三轴磁通门磁强计以及待测磁阻多层膜周围环境温度；采集不同温度下灵敏度标定结果和不同温度下待测磁阻多层膜在无磁场环境中的零点偏置电压；根据零点偏置电压和灵敏度标定结果计算灵敏度的平均温漂和零点偏置电压的平均零漂。
[0016]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0017]本专利技术实施例提供的抗干扰磁阻多层膜标定系统及其标定方法，通过嵌套两个三维亥姆霍兹线圈，并利用高灵敏度的磁通门磁强计监测地磁场干扰，通过外部的第一三维亥姆霍兹线圈提供负反馈磁场抵消地磁场的干扰。进一步，通过内部的第二三维亥姆霍兹线圈提供激励磁场，测试标定待测的磁阻多层膜。另外，该系统中可以从任意方向抵消外界地磁场的干扰，避免磁屏蔽筒的轴向屏蔽效果差的缺陷，且无需建设大型磁屏蔽室即可实现高灵敏度磁阻多层膜的标定。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰磁阻多层膜标定系统，其特征在于，包括：第一三维亥姆霍兹线圈、第二三维亥姆霍兹线圈、三轴磁通门磁强计、转换电路以及控制装置；所述第二三维亥姆霍兹线圈设置在所述第一三维亥姆霍兹线圈内部，待测磁阻多层膜设置在所述第二三维亥姆霍兹线圈内部，所述三轴磁通门磁强计设置在所述第一三维亥姆霍兹线圈和所述第二三维亥姆霍兹线圈之间，所述转换电路设置在所述第一三维亥姆霍兹线圈外部，所述转换电路的一端连接所述三轴磁通门磁强计，所述转换电路的另一端连接所述第一三维亥姆霍兹线圈；所述三轴磁通门磁强计根据地磁场和所述第一三维亥姆霍兹线圈产生的负磁场的合成磁场生成反馈电压，所述转换电路接收所述反馈电压生成反馈电流输出至所述第一三维亥姆霍兹线圈，所述第一三维亥姆霍兹线圈根据所述反馈电流产生负磁场；所述控制装置连接所述三轴磁通门磁强计和待测磁阻多层膜，所述控制装置检测到所述三轴磁通门磁强计输出的反馈电压为零时，激励所述第二三维亥姆霍兹线圈产生激励磁场，采集待测磁阻多层膜在所述激励磁场下的输出电压，根据所述输出电压和所述激励磁场对待测磁阻多层膜进行标定。2.根据权利要求1所述的抗干扰磁阻多层膜标定系统，其特征在于，还包括：温度箱，所述第一三维亥姆霍兹线圈、第二三维亥姆霍兹线圈、三轴磁通门磁强计以及待测磁阻多层膜设置在所述温度箱中；所述控制装置还用于改变所述温度箱的温度，在不同温度下，根据所述输出电压和所述激励磁场对待测磁阻多层膜进行灵敏度标定。3.根据权利要求2所述的抗干扰磁阻多层膜标定系统，其特征在于，所述控制装置还用于获取不同温度下待测磁阻多层膜在无磁场环境中的零点偏置电压，根据零点偏置电压和灵敏度标定计算灵敏度的平均温漂和零点偏置电压的平均零漂。4.根据权利要求1所述的抗干扰磁阻多层膜标定系统，其特征在于，所述转换电路包括：积分器、加法器以及跨导放大器；所述积分器的一端连接所述三轴磁通门磁强计，所述积分器的另一端连接所述加法器的第一输入端，所述加法器的第二输入端连接所述三轴磁通门磁强计，所述加法器的输出端连接所述跨导放大器的一端，所述跨导放大器的另一端连接所述第一三维亥姆霍兹线圈；所述积分器接收反馈电压积分后输入至所述加法器，所述加法器接收积分后的反馈电压和所述三轴磁通门磁强计输出的反馈电压相加后输入至所述跨导放大器，所述跨导放大器将相加后的电压转换为反馈电流后输入至所述第一三维亥姆霍兹线圈。5.根据权利要求1所述的抗干扰磁阻多层膜标定系统，其特征在于，所述控制装置包括：电流源、电压表和微处理器；所述微处理器分别连接所述电流源和电压表，所述电流源连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱森，陈川，黄辉，邓辉，司文荣，刘召杰，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：