申请/专利权人：河北工业大学

申请日：2018-06-04

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN108919149B

主分类号：G01R33/12

分类号：G01R33/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2018.12.25#实质审查的生效;2018.11.30#公开

摘要：本发明公开了动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，包括下固定支架、样片定位卡槽、绝缘垫片、开槽绝缘垫片、复合线圈PCB板、H线圈、B探针、铜屏蔽罩、上固定支架、H线圈基板和H线圈引出线。本发明将测量H感应信号的H线圈、测量B感应信号的B探针集成到一张复合线圈PCB板上，保证在更换样品时不伤害测量B信号和H信号的传感结构。不同数量的绝缘垫片可以产生不同的厚度，以满足更换不同厚度的待测样片时，B探针仍然可以与样片紧贴，不同数量的开槽绝缘垫片将待测样片进行压紧固定，保证了B探针与H线圈可以同时紧贴样品，避免了样片在较高频率下或者较高磁密下进行测试时震动过于剧烈产生误差。

主权项：1.一种动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于该装置包括下固定支架、样片定位卡槽、绝缘垫片、开槽绝缘垫片、复合线圈PCB板、H线圈、减震棉、B探针、铜屏蔽罩、上固定支架、H线圈基板和H线圈引出线；所述上固定支架与下固定支架连接；所述样片定位卡槽的四角具有定位块；所述绝缘垫片放置于样片定位卡槽上，卡在定位块间；测试时，待测样片放置于绝缘垫片上，卡在定位块间；所述开槽绝缘垫片放置于待测样片上，卡在定位块间，中间开槽；减震棉粘接于复合线圈PCB板的中心位置处；所述H线圈通过减震棉连接于复合线圈PCB板的中心位置处；所述H线圈基板位于两个正交套置的H线圈中间；所述H线圈引出线的一端与H线圈连接，另一端与复合线圈PCB板上的H线圈孔连接；所述B探针焊接于复合线圈PCB板的焊盘上，测量时，测量端与待测样片表面接触；B探针通过复合线圈PCB板的内部引线引出至B探针孔；所述复合线圈PCB板安装在定位块上；所述下固定支架的中间位置具有凸台；所述样片定位卡槽放置于凸台上；一个铝制螺丝螺纹安装在上固定支架上，顶端与铜屏蔽罩的一端面接触，铜屏蔽罩的另一端面与复合线圈PCB板接触且边缘与复合线圈PCB板对齐；绝缘垫片、压紧待测样片和开槽绝缘垫片的总体厚度略高于定位块的高度；绝缘垫片和开槽绝缘垫片采用不导磁的材料制成；待测样片与B探针接触的位置进行去绝缘处理；B探针采用精密弹簧B探针；开始测试，固定一个测试频率，用外部激磁装置对待测样片进行磁化，使待测样片内部形成高磁密旋转磁场，分别记录距离较近的两个H线圈孔的感应电压差值、距离较近的两个B探针孔的感应电压差值，完成这个频率的旋转磁特性精确测量；更换测试频率，重复上述过程，实现对片状磁性材料实际工况各个频率段的旋转磁特性精确测量。

全文数据：一种动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置技术领域[0001]本发明磁特性测量领域，具体是一种动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置。背景技术[0002]目前较为通用的硅钢片二维磁特性测量方法是用测量装置产生一个与乳制或切向方向成任意角度的旋转磁场，这个磁场形状一般被控制为圆形或者椭圆形，这个旋转磁场在样品上激发磁场，样品被磁化，将样品的磁场信号通过信号采集系统进行采集，对采集到的结果进行数据处理，得到需要的实验数据。[0003]传统的二维磁特性测量传感结构不方便拆装，每一次更换不同种材料或者厚度的样品都需要重新制作传感结构，尤其是线圈的安放位置会有较大的偏差，对测量结果产生了较大的误差。[0004]传统的二维磁特性测量传感结构只适用于低频下待测样片的磁特性测量，频率较高或者磁密较高时，样片的震动会很剧烈，样片的强烈震动会使得测量结果产生较大的波动，也会使传感信号难以控制为期望的形状；同时B传感器和H传感器会因为强烈的震动不能保证紧贴样品，造成实验结果测量不准，无法测量频率较高或者磁密较高时的样片的磁特性，这种极限工作条件下磁性材料的磁特性在工程中有极其重要的应用，在进行测量实验时应该被考虑和进行精确测量。[0005]传统的二维磁特性测量传感结构在测量B感应信号的时候，采用对样片打孔的形式，这种方法对待测样片要测量的区域造成了一定程度上的破坏，对实验结果产生了较大的误差，使得测量结果不准。文献《张艳丽，何厚键，谢德馨,KOHChang-seop•基于二维磁特性测量的电工钢片矢量磁滞模型[J].中国电机工程学报,2010，3003:130-135•》中测量B传感信号采用的是在样片上打孔进行测试的方法，这种方法属于破坏性测量，打孔对待测样片上的测量区域会产生残留应力，对的磁特性的测量有较大影响。发明内容[0006]针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置。[0007]本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于该装置包括下固定支架、样片定位卡槽、绝缘垫片、开槽绝缘垫片、复合线圈PCB板、H线圈、B探针、铜屏蔽罩、上固定支架、H线圈基板和H线圈引出线；[0008]所述上固定支架与下固定支架连接;所述样片定位卡槽的四角具有定位块;所述绝缘垫片放置于样片定位卡槽上，卡在定位块间；测试时，待测样片放置于绝缘垫片上，卡在定位块间;所述开槽绝缘垫片放置于待测样片上，卡在定位块间，中间开槽;所述H线圈连接于复合线圈PCB板的中心位置处;所述H线圈基板位于两个正交套置的H线圈中间；所述H线圈引出线的一端与H线圈连接，另一端与复合线圈PCB板上的H线圈孔连接;所述B探针焊接于复合线圈PCB板的焊盘上，测量时，测量端与待测样片表面接触;B探针通过复合线圈PCB板的内郃引线引出至B探针孔;所述复合线圈PCB板安装在定位块上;所述下固定支架的中间位置具有凸台；所述样片定位卡槽放置于凸台上;一个铝制螺丝螺纹安装在上固定支架上，顶端与铜屏蔽罩的一端面接触，铜屏蔽罩的另一端面与复合线圈PCB板接触且边缘与复合线圈PCB板对齐。[0009]与现有技术相比，本发明有益效果在于：[0010]1下固定支架通过四周的四根立柱与上固定支架进行连接，保证了整体装置的稳定性。[0011]2本发明将测量H感应信号的H线圈、测量B感应信号的B探针集成到一张复合线圈PCB板上，保证在更换样品的时候不伤害测量B信号和H信号的传感结构。不同数量的绝缘垫片可以产生不同的厚度，以满足更换不同厚度的待测样片时，B探针仍然可以与样片紧贴，不同数量的开槽绝缘垫片将待测样片进行压紧固定，保证了B探针与H线圈可以同时紧贴样品，避免了样片在较高频率下或者较高磁密下进行测试时震动过于剧烈产生误差，可以对宽频率和较高磁密下的样片进行磁特性测量。[0012]⑶复合线圈PCB板通过聚碳酸酯螺丝安装在定位块上，对样片起到了限位和固定作用，增强了测量的重复性和一致性。[0013]4使用的B探针在受到挤压时，由于内部弹簧的作用，可以保证探针与样片在通过四个点紧密接触的同时，不会对样片四个点造成特别大的挤压力，从而使样片发生变形，B探针在挤压的同时，减震棉上的H线圈距离样片越来越近，当H线圈贴近样片以后，减震棉起到了对H线圈减震的作用，避免过大的挤压力压坏H线圈。[0014]5在复合线圈PCB板上放置的铜屏蔽罩起到了在高频磁特性测量时屏蔽外在磁场的作用，同时也对复合线圈PCB板进行了压紧，在上方铝制螺丝的顶紧下，铜屏蔽罩、复合线圈PCB板和下固定支架的位置不会发生上下移动，保证了高频下磁特性测量的准确性。附图说明[0015]图1为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的整体结构示意图；[0016]图2为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的上固定支架和下固定支架的连接示意图；[0017]图3为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的样片定位卡槽轴测示意图；[0018]图4为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的样片定位卡槽、绝缘垫片和待测样片的安装示意图；[0019]图5为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的待测样片与开槽绝缘塾片的安装示意图；[0020]图6为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的复合线圈PCB板及安装在复合线圈PCB板上的部件的安装示意图；[0021]图7为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的复合线圈PCB板的安装仰视图；[0022]图8为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的B探针、H线圈与待测样片的安装示意图；[0023]图9为本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置一种实施例的铜屏蔽罩结构示意图：（图中：1、下固定支架;2、样片定位卡槽;3、绝缘垫片;4、待测样片;5、开槽绝缘垫片;6、复合线圈PCB板;7、H线圈;S、减震棉;9、B探针；10、聚碳酸酯螺丝；11、定位块;12、铜屏蔽罩；13、凸台；14、上固定支架;I5、铝制螺丝；16、H线圈基板;17、H线圈孔;I8、焊盘;19、B探针孔;20、H线圈引出线;21、支柱）具体实施方式[0024]下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。[0025]本发明提供了一种动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置简称装置，参见图1-9，其特征在于该装置包括下固定支架1、样片定位卡槽2、绝缘塾片3、开槽绝缘塾片5、复合线圈PCB板6、H线圈7、B探针9、铜屏蔽罩12、上固定支架14、H线圈基板16和H线圈引出线20；[0026]所述上固定支架14通过铝制螺丝15与下固定支架1四角的四个支柱21连接;所述样片定位卡槽2的四角具有定位块11;所述绝缘垫片3放置于样片定位卡槽2上，卡在定位块11间;测试时，待测样片4放置于绝缘塾片3上，卡在定位块11间，通过不同数量的绝缘垫片3的叠放可以起到压紧待测样片4的作用;所述开槽绝缘垫片5放置于待测样片4上，卡在定位块11间，中间开槽用于放置H线圈7和B探针9;所述H线圈7连接于复合线圈PCB板6的中心位置处;所述H线圈基板16位于两个正交套置的H线圈7中间；所述H线圈引出线20的一端与H线圈7连接，另一端与复合线圈PCB板6上的H线圈孔17双绞连接，进而实现H线圈7与复合线圈PCB板6的连接;所述B探针9焊接于复合线圈PCB板6的焊盘1S上，测量时，测量端与待测样片4表面接触;B探针9通过复合线圈PCB板6的内部引线引出至B探针孔I9;所述复合线圈PCB板6通过聚碳酸酯螺丝1〇安装在定位块11上;所述下固定支架1的中间位置具有凸台13;所述样片定位卡槽2放置于凸台13上;一个铝制螺丝15螺纹安装在上固定支架14上，顶端与铜屏蔽罩12的一端面接触，铜屏蔽罩I2的另一端面与复合线圈PCB板6接触且边缘与复合线圈PCB板6对齐，测量时通过铝制螺丝I5压紧复合线圈PCB板6,频率较高时可以起到电磁屏蔽的作用。[0027]绝缘垫片3和开槽绝缘垫片5采用不导磁的材料制成；[0028]绝缘垫片3、压紧待测样片4和开槽绝缘垫片5的总体厚度略高于定位块11的高度，之后用聚碳酸酯螺丝10进行固定的时候，可以将绝缘垫片3、压紧待测样片4和开槽绝缘塾片5进行压紧操作，避免对待测样片4进行较高磁密磁化时待测样片4的剧烈震动对测量结果产生误差。[0029]该装置还包括减震棉8;所述减震棉8粘接于复合线圈PCB板6的中心位置处，用来连接H线圈7和复合线圈PCB板6,保证H线圈7平行紧贴于待测样片4表面;所述H线圈7通过减震棉8连接于复合线圈PCB板6的中心位置处；[0030]B探针9与待测样片4接触的位置，对待测样片4进行去绝缘处理。[0031]B探针9采用精密弹簧B探针。[0032]本发明动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置的工作原理和工作流程是：[0033]步骤一:将下固定支架1与上固定支架14通过不导磁的铝制螺丝I5进行连接；[0034]步骤二:在复合线圈PCB板6的中心位置放置减震棉8,并将减震棉S与复合线圈PCB板6进行粘接。H线圈7通过减震棉8连接于复合线圈PCB板6的中心位置处;将两个H线圈7套在H线圈基板16上，采用粘接和喷涂工艺对两个H线圈7和H线圈基板16进行处理，防止两个H线圈7和H线圈基板16松散，提高结构强度；[0035]步骤三:每个H线圈7有两根引线，将每个H线圈引出线20进行双绞，引到复合线圈PCB板6上的H线圈孔17上，在H线圈孔17处，从复合线圈PCB板6的另一面引出。[0036]步骤四：在复合线圈PCB板6的焊盘18上放置B探针9,并用焊锡对B探针9和焊盘18进行焊接，焊盘18在复合线圈PCB板6内部进行走线，引出到B探针孔19,从复合线圈PCB板6的另一面引出。[0037]步骤五:在样片定位卡槽2上叠放一定数量的绝缘垫片3,绝缘垫片3的数量根据待测样片4的厚度而定，放置好绝缘垫片3以后，在最上层的绝缘垫片3上放置待测样片4,在待测样片4上放置一定数量的开槽绝缘垫片5,压紧待测样片4。[0038]步骤六:将步骤二-步骤四中连接好的复合线圈PCB板6放置在定位块11上，并对B探针9与待测样片4接触的位置对待测样片4进行去绝缘处理。将复合线圈PCB板6与定位块11通过聚碳酸酯螺丝10进行固定。[0039]步骤七:样片定位卡槽2放置于凸台13上且对齐。[0040]步骤八:铜屏蔽罩12与复合线圈PCB板6接触且边缘与复合线圈PCB板6对齐；[0041]步骤九:将铝制螺丝15穿过上固定支架14中间的孔并向下拧一定的距离，使将铝制螺丝15与铜屏蔽罩接触，用铝制螺丝15顶紧铜屏蔽罩12。[0042]步骤十:开始测试，固定一个测试频率，用外部激磁装置对待测样片4进行磁化，使待测样片4内部形成高磁密旋转磁场，分别记录距离较近的两个H线圈孔I7的感应电压差值、距离较近的两个B探针孔I9的感应电压差值，完成这个频率的旋转磁特性精确测量。[0043]步骤十一:更换测试频率，重复步骤十，实现对片状磁性材料实际工况各个频率段的旋转磁特性精确测量。[0044]本发明未述及之处适用于现有技术。

权利要求：1.一种动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于该装置包括下固定支架、样片定位卡槽、绝缘垫片、开槽绝缘垫片、复合线圈PCB板、H线圈、B探针、铜屏蔽罩、上固定支架、H线圈基板和H线圈引出线；所述上固定支架与下固定支架连接;所述样片定位卡槽的四角具有定位块;所述绝缘垫片放置于样片定位卡槽上，卡在定位块间；测试时，待测样片放置于绝缘垫片上，卡在定位块间；所述开槽绝缘垫片放置于待测样片上，卡在定位块间，中间开槽;所述H线圈连接于复合线圈PCB板的中心位置处;所述H线圈基板位于两个正交套置的H线圈中间；所述H线圈引出线的一端与H线圈连接，另一端与复合线圈PCB板上的H线圈孔连接;所述B探针焊接于复合线圈PCB板的焊盘上，测量时，测量端与待测样片表面接触;B探针通过复合线圈PCB板的内部引线引出至B探针孔;所述复合线圈PCB板安装在定位块上;所述下固定支架的中间位置具有凸台；所述样片定位卡槽放置于凸台上;一个铝制螺丝螺纹安装在上固定支架上，顶端与铜屏蔽罩的一端面接触，铜屏蔽罩的另一端面与复合线圈PCB板接触且边缘与复合线圈PCB板对齐。2.根据权利要求1所述的动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于该装置还包括减震棉;所述减震棉粘接于复合线圈PCB板的中心位置处;所述H线圈通过减震棉连接于复合线圈PCB板的中心位置处。3.根据权利要求1所述的动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于绝缘垫片、压紧待测样片和开槽绝缘垫片的总体厚度高于定位块的高度。4.根据权利要求1所述的动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于绝缘垫片和开槽绝缘垫片采用不导磁的材料制成。5.根据权利要求1所述的动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于B探针与待测样片接触的位置，待测样片进行去绝缘处理。6.根据权利要求1所述的动态宽频高磁密旋转磁特性测量传感装置，其特征在于B探针采用精密弹簧B探针。

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