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PCB型罗氏线圈的设计

最近更新时间:2020-05-26 19:57:06

罗氏线圈自发明以来,为了更好的发挥其测量时的优点,线圈骨架结构也在不断改进。最早的挠性罗氏线圈其骨架为可弯曲的挠性绝缘材料,虽使用方便,但测量准确度不高,应用受限。后来出现了刚性罗氏线圈,即固定式的罗氏线圈。和挠性罗氏线圈相比,其在结构上更能保证具有均匀分布的线匝和相同骨架截面积,测量精度大大提高。对刚性罗氏线圈而言,其骨架截面形状常见的有跑道形、圆形、矩形三种,经过仿真分析和试验,充分考虑电磁参数的影响、便于机加工和产业化等方面,数矩形截面应用较广。

但挠性和刚性罗氏线圈骨架上的绕线是由绕线机或手工来完成,基于该工艺的局限性,每次绕线难以保证完全一致,也不可能使绕线绝对均匀、线匝截面积处处相等。因此其重复性并不好,线圈参数分布的一致性难以得到保证,且存在层间电容变大和容易断线等缺点,测量精度和准确度受到影响,对产业化发展很不利。在充分考虑罗氏线圈运行环境的基础上,依据高精度罗氏线圈设计原则[7]:单位长度上具有相同的绕线匝数;恒定的骨架截面积;骨架中心轴线垂直线圈截面。设计了一种基于印刷电路板(简称PCB)骨架的罗氏线圈,即PCB型罗氏线圈,线圈结构如图2所示。根据试验要求,优选合适参数,采用计算机辅助设计软件(Protel DXP)进行布线,布好线后交由专业生产厂家采用数控机床全自动化生产,线圈可加工的很精确,不再需要繁琐的绕制线圈。布好线的PCB型罗氏线圈如图3所示。

与普通罗氏线圈相比,PCB型罗氏线圈从工艺上更能保证线匝具有相同的截面积及大批量生产时的参数分布一致性,抗干扰性能和测量精度大大提高。制作准确度高,结构简单,有利于产业化发展。

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