专利名称：互感线圈测量系统及其在实现均匀互感量垂直方向梯度的方法
技术领域：
权利要求
一种互感线圈测量系统，所述系统包括内部激励线圈，外部激励线圈和可动线圈；其特征在于，所述内部激励线圈包括一组线圈，两两一组顺向串联，串联后的线圈绕组再反向串联，用于产生均匀的辐射状磁场；所述外部激励线圈也包含一组线圈，两两一组顺向串联，串联后的线圈绕组再反向串联；所述内部激励线圈同轴设置在所述外部激励线圈内；所述内部激励线圈和外部激励线圈通过分立的绝缘套相互电气绝缘，绝缘套采用的材料是有机玻璃；所述可动线圈活动设置在所述外部激励线圈中部，其上下移动的距离控制在2cm范围内；测量时，所述内部激励线圈和外部激励线圈加载同样的恒定电流，激励线圈在环形区中实现了高均匀的互感量垂直方向梯度，使得该环形区中载流可动线圈受的洛仑兹力在垂直方向不变。
2.根据权利要求1所述的一种互感线圈测量系统，其特征在于，所述内部激励线圈由4个尺寸一样的线圈组成，两两一组顺向串联，串联后的两组线 圈绕组再反向串联；所述外部激励线圈同样由4个尺寸一样的线圈组成，两两一组顺向串 联，串联后的两组线圈绕组再反向串联；所述测量系统包括悬挂系统，所述可动线圈通过固定的悬挂系统设置在所述外部激励 线圈外。
3.根据权利要求1或2所述的一种互感线圈测量系统，其特征在于，当互感线圈系统所述内部激励线圈和外部激励线圈的间距R与外部激励线圈与可 动线圈的距离H满足R2 = 4/3 H2,内部激励线圈、外部激励线圈、可动线圈匝数比满足 10000 2700 430时，在互感线圈系统对称平面附近会形成轴向长度为2cm的环形磁场 均勻区，在该均勻区线圈系统互感参数具有四阶均勻性。
4.根据权利要求1或2所述的一种互感线圈测量系统，其特征在于，所述内部激励线圈内径60-110mm，外径200-250mm，匝数10000 ；外部激励线圈内 径200-250mm，外径300-330_，匝数2700 ；可动线圈内径270-300mm，匝数430。
5.采用权利要求1-4之一的系统，在互感线圈环形区中实现高均勻的互感量垂直方向 梯度的方法，其特征在于为了在互感线圈环形区中实现高均勻的互感量垂直方向梯度，达 到可动线圈在环形区中受的洛仑兹力在垂直方向不变；所述方法包括如下步骤步骤1分析外部激励线圈，内部激励线圈和可动线圈关系；步骤2建立理论物理模型设激励线圈系统为无限长导线，在靠近中心的(x，z)处再放 一根导线作为可动线圈；当调整激励线圈系统和可动线圈之间的的空间位置关系，是可以 构建一个环形区域，在此区域互感量垂直方向梯度aM/az几乎为常数；即在原点处的互感量垂直方向梯度^将随坐标的微小变化很不敏感在以原点为中心的一个圆形区域中互 感量垂直方向梯度.几乎为常数 Z02 = 3 x02(16)
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于当互感线圈系统所述内部激励线圈和外部激励线圈的间距R与外部激励线圈与可 动线圈的距离H满足R2 = 4/3H2，内部激励线圈、外部激励线圈、可动线圈匝数比满足 10000 2700 430时，在互感线圈系统对称平面附近会形成轴向长度为2cm的环形磁场 均勻区，在该均勻区线圈系统互感参数具有四阶均勻性。
全文摘要
本发明研发了一种新型的互感线圈系统和在互感线圈环形区中实现高均匀的互感量垂直方向梯度的方法，区别于以往传统的互感线圈系统，通过合理的配置线圈的参数，互感线圈主次绕组的相对位置，内部激励线圈和外部激励线圈的间距R与激励线圈与悬挂线圈的距离H满足R2＝4/3H2，内部激励线圈、外部激励线圈、悬挂线圈匝数比满足10000∶2700∶430时，在焦耳天平磁场对称平面附近会形成轴向长度为2cm的环形磁场均匀区，在该均匀区线圈系统互感参数具有四阶均匀性。
文档编号G01R29/20GK101968517SQ20101027780
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者张钟华, 李正坤, 李辰, 贺青, 韩冰 申请人:中国计量科学研究院