磁通门传感器反馈线圈制造技术

本发明专利技术公开了一种磁通门传感器反馈线圈，包括反馈线圈骨架及其绕制在反馈线圈骨架上的线圈，所述反馈线圈骨架为带有内腔的球形中空骨架，在球形中空骨架外设有绕反馈线圈骨架外壁一周的线圈槽，所述线圈以不等匝的方式绕制在每个线圈槽中；所述线圈槽至少在反馈线圈骨架X轴方向上等间隔设置多个且线圈槽之间相互平行并关于X轴对称。本发明专利技术提供一种磁场均匀度高、均匀磁场范围大的磁通门传感器反馈线圈。

Feedback coil of fluxgate sensor

The invention discloses a feedback coil of a fluxgate sensor, which comprises a feedback coil skeleton and a coil wound on the feedback coil skeleton. The feedback coil skeleton is a spherical hollow skeleton with an inner cavity. A coil groove around the outer wall of the feedback coil skeleton is arranged outside the spherical hollow skeleton, and the coil is of unequal turns. The coil groove is wound in each coil groove in a manner; the coil groove is arranged at least at equal intervals in the X-axis direction of the feedback coil skeleton, and the coil grooves are parallel to each other and symmetrical with respect to the X-axis. The invention provides a flux gate sensor feedback coil with high magnetic field uniformity and large uniform magnetic field.

【技术实现步骤摘要】
磁通门传感器反馈线圈
本专利技术涉及一种反馈线圈，尤其涉及一种磁通门传感器反馈线圈。
技术介绍
磁通门是一种高精度的矢量磁场测量装置，对磁通门探头工作的反馈磁场有着很高的要求，为了达到较高的测量精度，探头需要工作在零磁环境中。而且磁通门传感器作为一种传统的弱磁场检测器件，一直有着其独特的优势而无法为其他磁场传感器所取代，近年来更是不断在新的领域发现其应用潜力，例如GPS定位、导弹惯性制导、卫星方位姿态控制、虚拟现实空间内的动作检测等。近年来，由于各种场的应用逐渐地扩展，对于器件的要求趋向于更精确，更可靠，更稳定。由于磁通门传感器本身的缺陷，使得磁通门探头的精度较低，主要是系统的稳定性差，误差大。因此目前的磁通门探头要么没有反馈部分，要么在单个磁通门上进行反馈。这种方式存在的问题是作用在某个磁通门上的反馈线圈会对其它磁通门进行干扰。在实际实现过程中由于受不可避免的安装误差等影响，这些干扰磁场无法相互抵消，造成较大的系统误差，在运动情况下会转化为随机误差，难以消除。特别是在航空航天安装空间有限以及为提高微分的近似程度而需要磁通门之间基线(即磁通门中心点之间的距离)较小的情况下，此干扰磁场的影响尤为明显。在地磁场环境下工作的高精度磁通门探头必须具有设计优秀的反馈线圈(也可称为补偿线圈)，使得磁通门工作在零磁场附近，减少温度灵敏度，增加动态范围，提高精度等。现阶段主要采用反馈线圈产生与环境磁场等大的磁场，以抵消探头周围环境磁场，从而产生近似零磁空间，给探头创造良好的工作环境。但现阶段大多数磁通门传感器所使用的反馈线圈技术，往往存在着磁场均匀度低，均匀磁场范围小的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在着磁场均匀度低、均匀磁场范围小的缺陷，提供一种磁场均匀度高、均匀磁场范围大的磁通门传感器反馈线圈。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种磁通门传感器反馈线圈，包括反馈线圈骨架及其绕制在反馈线圈骨架上的线圈，所述反馈线圈骨架为带有内腔的球形中空骨架，在球形中空骨架外设有绕反馈线圈骨架外壁一周的线圈槽，所述线圈以不等匝的方式绕制在每个线圈槽中；所述线圈槽至少在反馈线圈骨架X轴方向上等间隔设置多个且线圈槽之间相互平行并关于X轴对称。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述线圈槽分别各自在反馈线圈骨架X轴方向上和Y轴方向上等间隔设置多个且每个方向上的线圈槽之间相互平行并关于X轴或Y轴对称。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述反馈线圈骨架设置两个，二者相互套装形成内骨架和外骨架，所述内骨架和外骨架的表面分别各自等间隔设有多个线圈槽，其中内骨架或外骨架中的一个同时在X轴方向上和Y轴方向上分别等间隔设置有相互平行并对称排列的线圈槽、另一个在Z轴方向上等间隔设置有相互平行并对称排列的多个线圈槽。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述内骨架与外骨架之间无间隙配合套装。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述反馈线圈骨架厚度为4-6mm，两个相邻所述线圈槽之间的间距为2-6mm；所述线圈槽横截面宽度为2-6mm。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述线圈槽深度满足：绕制线圈最外侧与线圈槽的槽口齐平或稍高于或稍低于槽口。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述反馈线圈由至少两个半球状壳体拼装组成。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述反馈线圈骨架至少在反馈线圈骨架对应X轴轴线或轴线附近位置开有对穿的探头容置孔。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述反馈线圈骨架对应X轴轴线或轴线附近的位置、Y轴轴线或轴线附近的位置分别开有对穿的探头容置孔。进一步地，所述的磁通门传感器反馈线圈中，优选所述内骨架和外骨架对应X轴轴线或轴线附近的位置、Y轴轴线或轴线附近的位置、Z轴轴线或轴线附近的位置分别开有对穿的探头容置孔。本专利技术通过采用等间隔不等匝数绕线的结构，使得均匀场范围大，与现有技术比较，均匀场面积为传统方案的150％～200％；均匀度高，中心部位磁场均匀度偏差可达小于千分之一级别；并且本专利技术结构可通过修改设计参数以满足不同的要求。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的单轴反馈线圈骨架结构示意图；图2是本专利技术实施例的双轴反馈线圈骨架结构示意图；图3是本专利技术实施例的双轴反馈线圈骨架正面结构示意图；图4是本专利技术实施例的双轴反馈线圈骨架左面结构示意图；图5是本专利技术实施例的双轴反馈线圈骨架俯视结构示意图；图6是本专利技术实施例的三轴反馈线圈骨架正面爆炸图；图7是本专利技术实施例的三轴反馈线圈骨架左面爆炸图；图8是本专利技术实施例的三轴反馈线圈骨架俯视爆炸图；图9是本专利技术实施例单轴反馈线圈骨架上的探头容置孔位置示意图；图10是本专利技术实施例的基准匝数中心轴线磁场强度；图11是本专利技术实施例的调整后中心轴线磁场强度；图12是本专利技术实施例的最终均匀磁场范围。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1-8所示，一种磁通门传感器反馈线圈，包括反馈线圈骨架500及其绕制在反馈线圈骨架500上的线圈(图中未示出)，所述反馈线圈骨架500为带有内腔的球形中空骨架，在球形中空骨架外设有绕反馈线圈骨架500外壁一周的线圈槽600，所述线圈以不等匝的方式绕制在每个线圈槽600中；所述线圈槽600至少在反馈线圈骨架500X轴方向上等间隔设置多个且线圈槽600之间相互平行并关于X轴对称。本专利技术包括三种不同的实施方式：即单轴反馈线圈、双轴反馈线圈和三轴反馈线圈，具体为：单轴反馈线圈是只在X轴方向上等间隔设置多个线圈槽600并在线圈槽600中绕制线圈；双轴反馈线圈是在X轴方向和Y轴方向上都分别等间隔设置多个线圈槽600并在线圈槽600中绕制线圈；三轴反馈线圈是在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上都分别等间隔设置多个线圈槽600并在线圈槽600中绕制线圈。在反馈线圈中，X轴、Y轴和Z轴的方向是任意确定的，即以反馈线圈骨架500中心为原点，分别向三个相互垂直的方向上形成X轴、Y轴和Z轴。线圈槽600的位置和方向根据设定好的X轴、Y轴和Z轴的方向进行排布。如图1所示，单轴反馈线圈结构：包括球形反馈线圈骨架500及其绕制在反馈线圈骨架500上的线圈，在球形中空骨架外设有绕反馈线圈骨架500外壁一周的线圈槽600，所述线圈绕制在每个线圈槽600中；所述线圈槽600在反馈线圈骨架500在X轴方向上等间隔设置多个且线圈槽600之间相互平行并关于X轴对称，线圈分别在各自线圈槽600中以不等匝的方式绕制。如图2-5所示，双轴反馈线圈结构：包括球形反馈线圈骨架500及其绕制在反馈线圈骨架500上的线圈，在球形中空骨架外设有绕反馈线圈骨架500外壁一周的线圈槽600，所述线圈绕制在每个线圈槽600中；所述线圈槽600在反馈线圈骨架500的X轴方向上和Y轴方向上都分别等间隔设置多个，X轴方向上的线圈槽600之间相互平行并关于X轴对称，Y轴方向上的线圈槽600之间相互平行并关于Y轴对称，线圈分别在各自线圈槽600中以不等匝的方式绕制。X轴方向上的线圈槽600与Y轴方向上的线圈槽600相互垂直形成网状结构。如图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁通门传感器反馈线圈，包括反馈线圈骨架及其绕制在反馈线圈骨架上的线圈，其特征在于，所述反馈线圈骨架为带有内腔的球形中空骨架，在球形中空骨架外设有绕反馈线圈骨架外壁一周的线圈槽，所述线圈以不等匝的方式绕制在每个线圈槽中；所述线圈槽至少在反馈线圈骨架X轴方向上等间隔设置多个且线圈槽之间相互平行并关于X轴对称。

【技术特征摘要】
1.一种磁通门传感器反馈线圈，包括反馈线圈骨架及其绕制在反馈线圈骨架上的线圈，其特征在于，所述反馈线圈骨架为带有内腔的球形中空骨架，在球形中空骨架外设有绕反馈线圈骨架外壁一周的线圈槽，所述线圈以不等匝的方式绕制在每个线圈槽中；所述线圈槽至少在反馈线圈骨架X轴方向上等间隔设置多个且线圈槽之间相互平行并关于X轴对称。2.根据权利要求1所述的磁通门传感器反馈线圈，其特征在于，所述线圈槽分别各自在反馈线圈骨架X轴方向上和Y轴方向上等间隔设置多个且每个方向上的线圈槽之间相互平行并关于X轴或Y轴对称。3.根据权利要求1所述的磁通门传感器反馈线圈，其特征在于，所述反馈线圈骨架设置两个，二者相互套装形成内骨架和外骨架，所述内骨架和外骨架的表面分别各自等间隔设有多个线圈槽，其中内骨架或外骨架中的一个同时在X轴方向上和Y轴方向上分别等间隔设置有相互平行并对称排列的线圈槽、另一个在Z轴方向上等间隔设置有相互平行并对称排列的多个线圈槽。4.根据权利要求3所述的磁通门传感器反馈线圈，其特征在于，所述内骨架与外骨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绪本，高嵩，李志鹏，王彬宇，樊业东，汪莹莹，曹彬，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51