[发明专利]一种改良B-H测量线圈及基于此线圈的立方体样件二维磁特性测量方法

说明书

一种改良的B‑H测量线圈，其中磁场强度测量线圈由4层印制电路板PCB制成，针对每层板进行布线，使中间两层通过过孔连接形成内层H测量线圈，外侧两层通过同样方法形成外层H测量线圈，内外测量线圈通过过孔串联形成整体H测量线圈。同时，磁通密度测量线圈由4层印制电路板PCB制成，每层为螺旋形布线形成闭合导体，且每层板内布线相同，通过过孔串联连接，形成整体B测量线圈。在使用改良的B‑H测量线圈行二维磁特性测量前，需得到B‑H测量线圈与对应线圈端电压的准确关系，即进行测量线圈标定，其标定方法各有五大步骤。该测量线圈结构可靠性、精确度高，测量更加方便。

技术领域

本发明涉及一种测量线圈，具体指一种用于测量磁通密度B及磁场强度H的测量线圈，基于上述线圈的立方体样件的二维磁特性测量结构，以及二维磁特性测量方法。

背景技术

在大多的二维磁特性测量实验中，向量B(磁通密度)和H(磁场强度)是由B测量线圈和H测量线圈测得，其中，B测量线圈是绕在样品中的两个小孔里，H测量线圈紧贴样本。B测量线圈和H测量线圈都遵循电磁感应定律。然而，在考虑叠压方向应力时，传统的微孔方法和新型的探针方法都无法应用，由于较大的叠压方向机械应力将毁坏B测量线圈和B探针。同理，传统的H测量线圈以及提出的其他各种线圈也都无法应用到考虑叠压应力的二维磁特性测量中。

已有的H测量线圈绕在B测量线圈的电路板上。但是手动绕的H测量线圈是不理想的，因为有很大的闭环面积的垂直于磁场强度垂直分量存在。

已有的硅钢片二维磁特性测量系统，其磁通密度矢量B的测量线圈都是缠绕在硅钢片样品上，磁场强度矢量H的测量线圈则正交地缠绕在H线圈传感器上，再将H线圈传感器固定在待测样品表面，且H线圈传感器面积与硅钢片样品面积相等。然而由于退磁作用，仅在样品表面中心处磁场强度矢量H才相对均匀且与样品内部的磁场强度大致相等。而B线圈缠绕在样品表面所造成的间隙又对H线圈传感器的装配和卸载带来阻碍。

发明内容

为了克服上述已有技术的缺点，本发明提出一种改良的B-H测量线圈以及基于此线圈的测量方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

1)、一种磁场强度H测量线圈，该H测量线圈由四层印制电路板PCB制成，中间两层和外侧两层PCB上刻蚀出的线圈窗口正对印制电路板PCB的侧面，安装在顶层和底层的导线构成一定匝数的测量线圈，并在中间两层的导体组成同等数量匝数的测量线圈；针对每层电路板进行布线，使中间两层通过过孔连接形成闭合回路，构成内层H测量线圈，且每匝闭合线圈的起始端导体与竖直导线呈一定夹角的布线方式串联连接至相邻闭合线圈。外侧两层通过同样方法形成等数量匝数的外层H测量线圈，内、外层H测量线圈通过过孔串联形成整体磁场强度H测量线圈；上述每一层内的传感线圈导体投影重合，进而消除磁场强度法向分量导致的测量误差。

2)、一种磁通密度B测量线圈，该B测量线圈由四层印制电路板PCB制成，每层进行螺旋线布线形成数匝闭合的串联线圈。同时，对4层电路板板进行相同布线，使印制电路板每层上刻蚀出的闭合线圈闭合表面正对印制电路板PCB的正面。通过过孔将每层的闭合B测量线圈的起始端与上一层闭合B测量线圈的末端连接，通过此方式依次串联连接四层的B测量线圈，形成整体磁通密度B测量线圈，其顶层的闭合B测量线圈的起始端及底层的闭合B测量线圈末端通过过孔与外接电路相连接。

3)、一种基于B-H测量线圈及待测立方硅钢样件的测量结构，它是由待测量的立方体硅钢样件、权利要求书1所述的磁场强度H测量线圈和权利要求书2所述的磁通密度B测量线圈组成；4个H测量线圈紧紧贴附在立方样品的前后左右四个侧面上，前、后侧面的H测量线圈串联连接，用以测量待测立方硅钢样件内沿X方向的磁场强度。左、右侧面的H测量线圈串联连接，用以测量待测立方硅钢样件内沿Y方向的磁场强度。4个B测量线圈贴附在H测量线圈外表面，与H测量线圈相同，处于对立面的B测量线圈串联连接，分别对待测立方硅钢样件内的磁通密度沿X和Y方向的分量进行测量。