[发明专利]一种宽温无磁试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及测量领域，特别涉及一种宽温无磁试验系统。

背景技术

温度会引起磁场敏感设备的功能材料物理特性的变化和电子元器件工作点的漂移，这会造成磁场敏感设备的测量基准、灵敏度和噪声的变化，最终导致测量不确定度的提高和准确度的降低。以一种典型的磁场敏感设备——磁强计传感器——为例，由于现有的磁强计传感器多数利用磁通门原理或磁阻原理进行工作，这些磁强计传感器没有内部温控措施，因此温度对磁强计传感器功能材料物理特性的影响十分明显。

温度所引起的磁场测量误差一般不会太大，质量较好的磁强计传感器可以将温漂系数控制在1～0.1nT/℃左右。在磁场测量精度不高或者应用温度范围不大的情况下，温度带来的误差可以忽略，不需要进行温度标定，绝大多数地面应用的商用磁强计传感器都不进行温度标定。在空间磁场探测领域，磁强计传感器工作温度范围极大(如近地轨道高度传感器工作温度会在-100～+100℃之间交变，深空探测时火星阴影区最低温度能达到-180℃以下)，根据科学目标对磁场探测精度的要求，需要对磁强计传感器进行温度标定试验。

用于磁场敏感设备的温度标定试验系统要求满足以下两点：

1.磁强计传感器工作环境磁场扰动很小，并且磁场大小可控；

2.磁强计传感器工作环境温度连续可控，覆盖-180～+150温度范围。

温度标定设备中一般都包含有用于对磁强计传感器的工作环境的温度进行控制的温度控制系统，当前国内外所采用的温度控制系统一般都是采用压缩机制冷和电加热的方式，制冷环境内部磁场干扰很大。有实验表明即使在这种环境中利用三层坡莫合金的屏蔽筒进行一定程度的磁屏蔽，温度标定也无法顺利进行，环境噪声远大于温度带来的漂移。另外压缩机制冷无法达到-180度的低温环境。目前没有非常适宜进行磁强计传感器温度标定的标准设备。随着我国航天事业的发展，空间精密磁场探测已经提上日程，对于空间磁场探测也开始追求更高的测量准确度。在这一背景下，能够在较大温度范围内对磁强计传感器进行严格、准确地温度标定的高低温试验设备已经显得日益重要与迫切。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺乏对磁场敏感设备进行温度标定的缺陷，从而提供一种无磁温度标定系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种宽温无磁试验系统，包括冷却材料储存罐、吹风机、加热器、补偿线圈系统、屏蔽筒、电流源、程控箱、控制终端、螺线管线圈以及无磁杜瓦瓶；其中，无磁杜瓦瓶包含在螺线管线圈内，在螺线管线圈外嵌套有屏蔽筒，而屏蔽筒则位于补偿线圈系统内，螺线管线圈与屏蔽筒之间利用隔温材料隔离；电流源分别为补偿线圈系统以及螺线管线圈供电；冷却材料储存罐、加热器分别通过相应的管路连接到无磁杜瓦瓶，程控箱对无磁杜瓦瓶内的温度进行监控，并由控制终端通过对冷却材料储存罐、吹风机、加热器的控制实现对无磁杜瓦瓶内的温度控制。

上述技术方案中，所述的补偿线圈系统包括一六面体框架，所述六面体框架的至少一个面能够开合，在所述六面体框架的每一面上安装有一线圈，六个面上的线圈在电流的作用下在补偿线圈系统的中心区域产生上下、左右、前后三个正交方向的磁场。

上述技术方案中，所述的补偿线圈系统中的线圈为矩形或圆形。

上述技术方案中，所述冷却材料储存罐中储存有液氮或液氦。

上述技术方案中，所述冷却材料储存罐的出口连接到带有电磁阀的真空保温管道上，而所述真空保温管道又连接到连接管上，由所述连接管连接到无磁杜瓦瓶；其中，所述连接管采用无磁性材料制成。

上述技术方案中，所述的屏蔽筒为中空的圆筒形，它包括多层坡莫合金，在所述多层坡莫合金的外侧与内侧分别有用铝合金制成的内外壳。

上述技术方案中，所述的无磁杜瓦瓶为顶端有开口的密封瓶，其瓶壁内部中空并被抽成真空态，在其顶端包括有冷却材料喷嘴、热气口、排气口以及被测设备的安装接口；所述无磁杜瓦瓶采用无磁性材料制成。

上述技术方案中，所述冷却材料储存罐、吹风机以及加热器分别与所述补偿线圈系统相距至少3米。

本发明的优点在于：

本发明的宽温无磁试验系统能够提供一个磁场可控的稳定磁场环境以及一个温度可控的温度环境，从而为特定环境下元器件的标定提供了可能。

附图说明

图1为本发明的宽温无磁试验系统的结构示意图；

图2为本发明的宽温无磁试验系统的补偿线圈系统部分的剖视图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。