STEP卫星加速度计测量头线圈的超导特性测试及改进

为确保STEP卫星超高精度加速度计的测量头线圈三维超导膜在设计的工作电流范围内完全超导,以实现10-18g精度的加速度测量,对测量头线圈进行了低温超导测试,测试证明三维超导膜存在不完全超导缺陷。利用分段测试法对三维膜线圈的二维组成部分进行了测试,确定了测量头线圈超导缺陷的位置,并分析了造成超导缺陷的原因。根据测试和分析结果改进了线圈设计,实现了测量头线圈的完全超导,并标定线圈的最大工作电流为-40～40mA,满足STEP卫星加速度计对超导电流要求的-10～10mA,设计裕度达到300%。通过测试、分析与改进设计,定型了STEP卫星超高精度加速度计测量头线圈的研制,为完成STEP任务奠定了技术基础。同时,实现了三维超导膜线圈的制造与工程应用。     

感应式磁声成像脉冲磁场的测量方法

阐述了利用电磁感应法测量脉冲磁场的磁感应强度,首先测量放置在标准的已知正弦波磁场里的探测线圈的线圈常数,再用这种已知线圈常数的探测线圈进行脉冲磁场的测量。介绍了微型磁场探测线圈的绕制和固定方法,设计了脉冲磁场的实际测量装置,给出了线圈平面的调整方法,利用该装置实际测量了感应式磁声成像系统中的脉冲磁场,并对测量结果进行了误差分析。     

72套罗氏线圈测量系统同时校准的方法研究

传统的罗氏线圈校准工作大多在实验室里完成,没有考虑到测量用的附属设施设备,而将罗氏线圈独立地进行校准,且72套罗氏线圈校准工作量比较大,效率比较低,测量不同步。鉴于此,设计了一种新型的72套罗氏线圈同时校准的方法,附属设施同时参与测量,提高了现场实际使用测量的准确性和可靠性,测量结果能够实时显示、存储并进行数据分析。测试表明,该方法可以对72套罗氏线圈及配套设施进行校准。     

基于薄膜磁阻传感器的弱磁测量系统的设计

介绍了Philips公司生产的薄膜磁阻传惑器KMZSI的内部结构、测量原理，以及用于微弱磁场测量系统的软硬件设计方法。着重介绍了传感器内集成的触发线圈和补偿线圈驱动电路的设计方法，以及上位机软件的设计方法。触发线圈驱动电路基于可编程逻辑器件CPLD而设计；上位机软件采用虚拟仪器编程语言LabWindows／CVI编写。该系统可作为微弱磁场测量的基本系统，并可用于基于弱磁测量的一些应用领域。     

离散电流对精密线圈磁场影响的研究

研究了通常用电流片模型来近似计算线圈磁场时被忽略的由于导线电流的离散而引起的附加磁场的变化规律,指出此种附加磁场会随着离开导线距离的增加而迅速衰减.此结论可用于指导精度要求较高的线圈磁场系统的设计,如用于质子回旋磁比γp′测量的高精度亥姆霍兹线圈的设计和用于普朗克常数h测量的焦耳天平系统中的精密互感线圈的设计等.     

一种高精度罗氏线圈的设计与校准方法研究

针对10Hz～10kHz的频带范围,千安级大电流测量精度不高的问题。在分析不同参数对PCB罗氏线圈性能的影响基础上,设计了一种测量宽频带大电流的PCB罗氏线圈,并搭建了一套精密校准平台。利用刻度因子曲线拟合校准技术对系统进行校正。通过与高精度分流器进行对比实验,结果表明在频带10Hz～10k Hz和电流1000A的条件下,设计的宽频带大电流PCB罗氏线圈测量系统的误差小于0.3%,解决了罗氏线圈在该频带和电流条件下的测量精度不足的问题。     

基于方形骨架的宽频雷击电流传感器理论研究与实验

通过对国家标准中标准雷击电流波形特性进行准确检测的要求,设计了方形和圆形2种结构参数不同的罗氏线圈。在深入分析和计算线圈测量原理的基础上,结合测量的动态特性进行了仿真和实验研究,可知方形和圆形骨架的罗氏线圈测得的电流频率范围分别为50Hz~394MHz和743Hz~394MHz,线圈骨架方形和圆形所测得的灵敏度分别为117mV/kA和111.3mV/kA,根据实际测试结果显示,所设计的2种线圈可测量各类快速变化的大幅值雷击电流,并具有较好的灵敏度和线性度。同时,对这2种结构形式不同的线圈设计的参数进行对比分析得知,方形骨架线圈比圆形骨架的测量误差小,方形骨架所测得的电流频率更宽。     

罗戈夫斯基线圈电流传感头测量影响因素的试验研究

介绍了罗戈夫斯基线圈(罗氏线圈)电流传感头的测量原理及特点,对影响传感头性能的外界干扰磁场、被测导线位置等因素进行了详细分析,并给出了改善措施。设计了一种基于印制电路板(PCB)骨架的罗氏线圈,在信号处理电路的基础上对其进行了试验研究。结果显示,PCB型罗氏线圈测量电流精度高,有较好的抗外界干扰能力,符合设计要求。     

PCB型Rogowski线圈的设计与特性分析

设计了一种新型的电流传感头-PCB型Rogowski线圈,介绍了其工作原理及增大互感的方法.基于MATLAB软件,对影响线圈动态性能的参数进行了数学分析,得出了线圈优化设计的规律.在此基础上,优选线圈参数,设计了由PCB型Rogowski线圈和积分器组成的测量系统,并对其灵敏度和频率特性进行了分析计算.结果表明,该系统具有较高的灵敏度和良好的频率特性,能满足电力系统中对大电流的测量要求.     

罗氏线圈测量工作状态分析与电磁屏蔽研究

介绍了罗氏线圈的工作机理,建立了罗氏线圈测量电流时的数学模型。对其测量时的自积分与微分两种工作状态进行了详细分析,总结出了各自的应用范围。为了提高测量精度,设计出了符合要求的电磁屏蔽设施。     

基于罗科夫斯基线圈的脉冲电流的测量

对脉冲电流的测量方法以罗科夫斯基线圈的设计过程进行了阐述，对罗科夫斯基线圈设计过程中的骨架材料以及绕线材料选择的问题，分别进行介绍，同时分析了提高罗科夫斯基线圈互感系数的方法，并通过具体的实验对脉冲电流进行了测量。     

线性测微电感的精化

为提高测微电感传感器的测量精度,提出了基于赫姆霍兹线圈理论设计螺线管线圈的方法,改善了螺线管线圈内轴向上磁场的分布均匀性。首先,分析了螺线管线圈模型,建立了螺线管线圈参数与轴向磁场强度分布相互关系的广义函数模型。然后,通过线圈与磁芯的尺寸确定了系统轴向磁场强度分布函数模型,结合磁芯移动区间范围设置磁场均匀度最小误差目标函数,通过对目标函数寻优得到各螺线管线圈的各项参数。最后,搭建了测微电感传感器的测试系统,测试了传感器性能。实验结果表明:与传统线圈相比,改进型螺线管线圈在100μm测量范围内的线性度由0.46%提高到0.30%。实验显示通过对不同规格的螺线管线圈进行组合,可使得螺线管内轴向上磁场强度分布均匀,从而提高了测量精度。     

基于内部级数法的高均匀度磁传感器标定装置设计

在对磁传感器进行标定时,Maxwell线圈在磁梯度场均匀度要求高且对线圈空间尺寸有严格限制时并不适用,针对这个问题设计了一种具有高均匀度的磁梯度线圈作为磁传感器标定装置。应用内部级数法对单个轴对称线圈产生的磁场进行数理分析,进而得到其磁场梯度分布的一般特性,在此基础上计算出高均匀度磁梯度线圈的结构参数与均匀度。对线圈模型进行仿真分析并完成了磁梯度线圈装置的设计和制作。最后,根据仿真结果与实际测量得到的数据,验证了设计的正确性。     

脉冲磁场梯度分布形态的测量

本文阐述了利用微型双线圈法测量脉冲磁场梯度的分布形态。微型线圈由于点性好,能较真实地反映微小空间场的分布形态。文中说明了通过调节“对称电路”补偿双线圈的不一致性。微型线圈输出信号微弱。在测量梯度时,两线圈串联反接、输出信号更弱。因此,测量仪器应足够灵敏、分辨率高,且应快速和自动。基于这些要求,设计了测量脉冲信号幅值的仪器,它可同时兼用直读法和交直流比较法两种方法。前者能快速、自动地打印测量数据,后者则有较精确的读数。可用后一方法对前一方法进行校正。仪器与测量线圈配合,测量重复性一般可优于±0.1％。此外,还用了一台能有X、Y、Z三个方向位移的铣床作机械工作台,组成了整套测量系统。用它对一个工艺四极透镜孔中的脉冲场梯度的分布形态进行了测定。测量结果表明透镜孔中磁场梯度分布形态为“马鞍形”。同时还显示了此类透镜磁场的三维特徵。     

散热通道式线圈电感分析与计算

针对工程应用中线圈长期工作散热困难现象,设计了一种有利于散热的新型通道式线圈;为解决常规方法无法求解新型线圈电感值问题,提出了一种计算新型线圈电感的方法,将线圈尺寸转换为当量尺寸,转化后的线圈起名为等效线圈,并利用矢量磁场的方法求出线圈的电感,所求数值与实际测量值相吻合,为线圈在工程中的应用打下基础。     

基于Rogowski线圈动态性能的结构、电磁参数研究

本文研究了Rogowski线圈的测量原理、等效电路,以及自积分和外积分两种测量电流的方法,并分析了其适用场所。研究了截面形状(圆形截面和矩形截面)、截面直径、匝数等结构参数对其动态性能的影响,通过建立传递函数,利用Matlab仿真软件进行仿真,分析阶跃响应、幅频特性曲线并得出结论。针对不同的分布电容、取样电阻、线圈内阻等电磁参数建立传递函数,利用Matlab软件进行仿真分析得出结论。通过分析比较提出了优选罗氏线圈结构和电磁参数的方法,对于设计动态特性良好的罗氏线圈具有理论指导作用。     

汽车制冷压缩机电磁离合器绕组温升不确定度评定

本文通过对4A-GEU平台车型汽车制冷压缩机电磁离合器线圈进行绕组温升测量,利用A类和B类测量不确定度评估方法,对绕组温升测量过程产生的不确定度各个分量进行了评定,并且分析了汽车制冷压缩机电磁离合器线圈绕组温升测量不确定度主要影响因素。本次试验选用最典型的试验对象,并进行系统的不确定度分析,对汽车制冷压缩机电磁离合器线圈绕组温升试验的教学具有重要的指导意义。     

地磁线圈对陀螺的修正技术

针对陀螺作为惯性测量系统测量飞行体姿态的重要器件存在零点漂移误差的问题,本文提出使用地磁线圈测量飞行体的旋转角速度,根据磁线圈输出信号的特征点或变化周期对陀螺测得的信号进行修正.详述了利用线圈的磁通量变化测量飞行体飞行姿态的原理,并由法拉第电磁感应定律推导出飞行体旋转角速度的计算公式.     

零磁通检测技术在100A直流电流源中的应用

文章对零磁通检测技术进行深入探讨,提出应用双探测线圈零磁通检测技术研制100A直流电流传感器的设计方案。该方案包括磁感应线圈和测量电路两个部分,测量电路单元包括交流激励电路、误差检测电路、精密伺服电流源电路。设计的直流电流传感器测量准确度为0.001%。     

C8051F340在亥姆霍兹磁场测量中的应用

亥姆霍兹线圈产生的磁场具有广泛的物理应用。利用霍尔传感器件,自带USB2.0以及10位快速A/D的高性能单片机C8051F340,研制了单芯片（SOC）高速磁场数据测量装置,编写了磁场数据采集处理程序,设计了中心距可调的亥姆霍兹线圈,并用所研制的仪器进行了轴向磁场分布测量。结果表明,该实验装置测量精度高,实时性好,实验手段先进,可扩展为多个设计性物理实验。