磁通门夹具及磁场测量方法

本发明涉及航天器，具体涉及一种磁通门夹具及磁场测量方法。

背景技术：

1、为满足各种性能要求，航天器需要使用一定量的磁性材料并存在一定的磁矩，而诸如地球或者星际空间磁场这类的空间磁场，将对航天器的正常运行产生一定影响，具体会影响卫星姿态或影响卫星磁测仪器的精度以及其他探测仪器的精度，因此，需要提前对航天器进行磁矩测量以及磁补偿。

2、为了确保磁矩误差处于可控范围内，通常采用间接法计算磁矩。间接法是通过测量航天器周围磁场分布，然后通过数学分析方法或优化算法求出磁矩，如磁偶极子法、球面作图法、赤道作图法、远场磁偶极子法以及近场多磁偶极子法。但是在使用远场磁偶极子法测量磁场时，随机误差对磁矩计算结果的影响较大，错误的结果可能会严重干扰科学卫星的正常工作。而进行近场磁偶极子法测量时，虽然随机误差对磁矩计算结果的影响有所下降，但是该方法需要以固定角度转动转台至转满一周，以满足全面测量航天器或单机周围磁场分布的需求，浙江增加额外的误差，例如转动转台的角度误差以及环境磁场波动所带来的测量误差等，对计算结果产生不利影响；同时，由于转台转动一圈需要花费一定时间，因此近场测量方法通常仅适用于测量待测样品的静磁场，无法满足测量动磁场的需求。

3、而且，近场磁偶极子法与赤道作图法通常假设待测样品的几何中心为磁心，将所有磁强针沿着待测样品的某一轴向方法依次摆放，因此，即使这些方法能够通过转台测量待测样品周围磁场值，也易受测点与物体实际磁心的距离影响，仅能获取待测样品周围的部分磁感应强度信息，无法全面、精细地捕捉其周围磁场分布，导致磁矩反演的工作造成障碍。

4、此外，利用磁偶极子法、球面作图法、赤道作图法仅能计算出单个磁矩，均将航天器或单机看作一个偶极子，但实际上，一个航天器或单机内可能存在多个偶极子，因此传统方法无法精确地反映出航天器或单机的磁特性。近场多磁偶极子测量方法虽然能够增加计算结果中磁矩的数量，相对准确地反映出航天器或单机的磁特性，但该方法仍需要借助转台进行多次测量，同样会增加额外的误差，无法满足同步性。

5、基于此，本申请发明人提出一种磁通门夹具及磁场测量方法，以期解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中航天器在进行磁矩测量时误差大且测量单一的缺陷，提供一种磁通门夹具及磁场测量方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

3、本发明提供了一种磁通门夹具，其特点在于，包括：

4、测量机构，所述测量机构包括第一安装板、第二安装板以及至少两个标尺环，所述第一安装板和所述第二安装板沿竖向间隔设置，所述标尺环的相对两端部分别与所述第一安装板和所述第二安装板相连接，所述标尺环与所述第一安装板和所述第二安装板的连接端部沿所述第一安装板和所述第二安装板周向圆周间隔设置，所述标尺环与所述第一安装板和所述第二安装板形成测量空间，每一所述标尺环上设有至少两个探头组件，多个所述探头组件的测量端部均朝向所述测量空间的中心位置；

5、样品放置架，与所述第二安装板相连接，所述样品放置架包括样品台，所述样品台位于所述测量空间的中心位置并用于放置待测样品。

6、根据本发明的一个实施例，至少两个所述标尺环与所述第一安装板和所述第二安装板的连接端部沿所述第一安装板和所述第二安装板周向圆周均匀间隔设置；

7、每一所述标尺环上设置的至少两个探头组件沿所述标尺环的周向圆周均匀间隔设置。

8、根据本发明的一个实施例，每一所述标尺环包括第一环部和第二环部，所述第一环部和所述第二环部位于所述第一安装板或所述第二安装板的相对两侧；

9、所述第一环部和所述第二环部上均设有至少一个所述探头组件，所述第一环部和所述第二环部上设置的所述探头组件相对所述测量空间的中心位置对称设置。

10、根据本发明的一个实施例，所述标尺环沿其周向圆周上设有第一标尺刻度。

11、根据本发明的一个实施例，所述探头组件包括伸缩杆和设于所述伸缩杆上的检测头，所述伸缩杆安装于所述标尺环上，并沿所述标尺环径向与所述标尺环滑动配合；

12、所述检测头安装于所述伸缩杆朝向所述测量空间的一端部。

13、根据本发明的一个实施例，所述第一安装板和所述第二安装板朝向所述测量空间一侧均设有一个所述探头组件。

14、根据本发明的一个实施例，所述探头组件包括伸缩杆和检测头，所述伸缩杆穿设于所述第一安装板并朝向所述测量空间的中心位置延伸；

15、所述样品台与所述第二安装板之间设有一所述探头组件，所述探头组件的测量端朝向所述测量空间。

16、根据本发明的一个实施例，所述样品放置架包括底架和伸缩机构，所述底架一端与所述第二安装板相连接，所述伸缩机构包括驱动件和与所述驱动件相连接的调节杆，所述驱动件与所述底架相连接并用于驱动所述调节杆沿其轴向往复移动，所述调节杆穿设于所述第二安装板并朝向所述测量空间的中心位置延伸，所述样品台安装于所述调节杆背离所述底架的一端部；

17、所述调节杆内具有容置腔，所述容置腔内设有一所述探头组件，所述探头组件的测量端朝向所述测量空间。

18、根据本发明的一个实施例，所述驱动件为手轮，所述调节杆为螺杆，所述手轮与所述螺杆螺纹转动配合；

19、所述手轮用于驱动所述螺杆转动，以带动所述样品台朝向或者远离所述测量空间。

20、本发明还提供一种磁场测量方法，其特点在于，利用如上所述的磁通门夹具，该方法包括：

21、将待测样品输送至测量空间的中心位置，并调整探头组件至预设位置；

22、将所述磁通门夹具移动至零磁环境；

23、依次对待测样品处于非工作状态和工作状态下的磁场进行测量。

24、本发明的积极进步效果在于：

25、本发明提供的磁通门夹具，样品放置于测量机构的测量空间的中心位置，在中心位置周侧设置有至少两个标尺环，而标尺环上设置的探头组件用于对样品的周围磁场强度进行采集，满足对磁场同步测量的需求。也即，通过在测量空间外侧设置多个探头组件，不仅能够进行静磁场的测量，还可以实现测量待测样品处于工作状态下周围磁场的变化，对一定时间内待测样品周围的磁场分布情况进行采集，满足对待测样品周围动磁场的测量需求。

技术特征：

1.一种磁通门夹具，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁通门夹具，其特征在于，至少两个所述标尺环与所述第一安装板和所述第二安装板的连接端部沿所述第一安装板和所述第二安装板周向圆周均匀间隔设置；

3.根据权利要求2所述的磁通门夹具，其特征在于，每一所述标尺环包括第一环部和第二环部，所述第一环部和所述第二环部位于所述第一安装板或所述第二安装板的相对两侧；

4.根据权利要求1-3任一项所述的磁通门夹具，其特征在于，所述标尺环沿其周向圆周上设有第一标尺刻度。

5.根据权利要求1所述的磁通门夹具，其特征在于，所述探头组件包括伸缩杆和设于所述伸缩杆上的检测头，所述伸缩杆安装于所述标尺环上，并沿所述标尺环径向与所述标尺环滑动配合；

6.根据权利要求1所述的磁通门夹具，其特征在于，所述第一安装板和所述第二安装板朝向所述测量空间一侧均设有一个所述探头组件。

7.根据权利要求6所述的磁通门夹具，其特征在于，所述探头组件包括伸缩杆和检测头，所述伸缩杆穿设于所述第一安装板并朝向所述测量空间的中心位置延伸；

8.根据权利要求7所述的磁通门夹具，其特征在于，所述样品放置架包括底架和伸缩机构，所述底架一端与所述第二安装板相连接，所述伸缩机构包括驱动件和与所述驱动件相连接的调节杆，所述驱动件与所述底架相连接并用于驱动所述调节杆沿其轴向往复移动，所述调节杆穿设于所述第二安装板并朝向所述测量空间的中心位置延伸，所述样品台安装于所述调节杆背离所述底架的一端部；

9.根据权利要求8所述的磁通门夹具，其特征在于，所述驱动件为手轮，所述调节杆为螺杆，所述手轮与所述螺杆螺纹转动配合；

10.一种磁场测量方法，其特征在于，利用如权利要求1-9任一项所述的磁通门夹具，该方法包括：

技术总结
本发明提供一种磁通门夹具及磁场测量方法，磁通门夹具包括测量机构和样品放置架，测量机构包括第一安装板、第二安装板以及至少两个标尺环，第一安装板和第二安装板沿竖向间隔设置，标尺环的相对两端部分别与第一安装板和第二安装板相连接，标尺环与第一安装板和第二安装板的连接端部沿第一安装板和第二安装板周向圆周间隔设置，标尺环与第一安装板和第二安装板形成测量空间，每一标尺环上设有至少两个探头组件，多个探头组件的测量端部均朝向测量空间的中心位置；样品放置架与第二安装板相连接，样品放置架包括样品台，样品台位于测量空间的中心位置并用于放置待测样品。本发明磁通门夹具能够进行动、静磁场的测量。

技术研发人员：侍行剑,蔡志鸣,李华旺,陈琨,刘野
受保护的技术使用者：中国科学院微小卫星创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16