微型轴承摩擦力矩高精度测量仪研发成功

近期,北京领邦仪器创新采用电磁式分析天平技术,研发了轴承摩擦力矩测量仪,为微型轴承摩擦力矩的高精度测试提供了准确数据。该项技术填补了国内空白,加快了用户的科研进程。随着陀螺仪体积不断减小,应用在陀螺仪上的微型轴承,其摩擦力矩已经成为影响陀螺仪漂移的主要因素。为保证陀螺仪在转子稳定性降低的情况下,仍能满足指标要求,所用微型轴承的动态摩擦力矩要尽量小。因此要对微型轴     

磁滞电动机的基础理论

磁滞电机是一种常用的微型同步电动机。它本身具有启动力矩,在记录仪表和陀螺仪中得到广泛的应用。定子与普通异步电机的定子没有区别;一般是采用硬磁材料来作转子的有效层,而且往往采用非磁性材料来作衬套或套箍的。磁滞电机产生力矩的机制比较复杂,必须采用场的方法才能建立起它的理论基础。此外     

基于VXI总线的陀螺仪动态测试技术研究

选用适当的VXI硬件模块和合理的软件结构体系,构建了基于VXI总线的动力调谐陀螺仪测试平台.采用在陀螺仪力矩器上加指令电流的方法,来标定陀螺仪的角加速度动态误差系数项,通过理论上的推理分析,证明这种方法是可行的,为陀螺仪动态误差系数的标定提供了更为经济实用的方法,同时对实现陀螺仪的机内测试,也提供了一条有效的途径.     

分析软件在力矩器磁场分析中的应用

介绍分析软件在绕性陀螺仪力矩器磁场分析中的应用，以具体实例较为深入地对其进行了说明。     

高精度反力矩测量系统研制及标定

针对陀螺仪电机转矩波动高精度微力矩测量需求,提出了一种基于力矩器与角度传感器的高精度反力矩测量系统方 案,基于共轴传递的阶梯轴结构,采用弹簧状游丝柔性连接外部接线,降低接线引入的弹性干扰力矩,实现了转矩波动的高精度 测量;在传统砝码标定基础上,开展了测量系统静态标定及不确定度分析。 实验结果表明,与优化前相比,系统测量精度提高了 90%,在-10~ 10 mN·m 的量程内,测量精度高达 0. 06%,线性度优于 0. 03%,漂移误差优于 0. 5 μN·m/ 2 h,不确定度优 于 0. 025%。     

一种微机械陀螺仪误差的高精度补偿方法

为了提高低精度微机械陀螺仪的精度,研究了陀螺仪的确定性误差.根据陀螺仪的误差模型推导了如何得到陀螺仪的输出数学模型中的刻度因子、失准角、零偏.利用allan方差辨识陀螺仪的噪声系数,根据微机械陀螺仪的误差模型设计了kalman滤波器进行动态仿真,仿真结果表明:采用卡尔曼滤波补偿后微机械陀螺仪的输出均值较原始值和标定后有了明显的提高.     

铁磁电动系补偿比率表测量线路的计算

本文叙述了铁磁电动系补偿比率表定位力矩系数与测量綫路参数的关系。推导了如何获得最佳定位力矩系数。并指出在计算定位力矩值时,其串联接入电感线圈的纯电阻必须考虑进去。式中导出了获得最佳定位力矩值只与电感线圈的参数有关的结论。依此而设计测量线路时就能获得最佳定位力矩,从而就节省了电感线圈的材料。     

六相永磁力矩伺服电机气隙磁场优化

为了提高永磁力矩伺服电机的转矩性能,研究了气隙磁场波形对六相永磁力矩伺服电机转矩的影响.提出采用准梯形波气隙磁场提高气隙磁密基波幅值,增加电机转矩密度的方法.分析了准梯形波气隙磁场六相永磁力矩伺服电机能够实现高转矩密度和低转矩脉动的原因,给出准梯形波气隙磁场六相永磁力矩伺服电机的具体设计方法.在永磁材料用量和供电电流相...     

EWT 算法在姿态解算中的应用

针对陀螺仪存在低频噪声和漂移误差导致姿态测量精度下降的问题,提出采用经验小波变换( empirical wavelet transform,EWT)算法融合陀螺仪、加速度计解算姿态角。 首先运用 EWT 算法对陀螺仪采集的数据进行频谱分割,得到信号的 模态分量;其次采用小波自适应软阈值去噪的方法对信号进行降噪处理并重构信号,得到处理后的陀螺仪数据;然后根据 PID 互补滤波方法,利用加速度计的数据实现对陀螺仪数据的修正;最后利用校正后的陀螺仪数据,结合龙格库塔法解算四元数,从 而通过四元数获得精确的姿态角。 实验结果表明,EWT 算法融合陀螺仪和加速度计,能够将姿态解算精度提高 50%,且降噪效 果良好,满足姿态解算准确性的要求。     

基于Maxwell 3D的不同磁路双定子单转子电磁制动器制动力矩研究

对于双定子单转子电磁制动器,研究了两种磁路结构方案。借助Maxwell软件三维求解器,采用有限元法对两种磁路结构的电磁制动器进行仿真分析,验证了其可行性。比较了两种磁路下电磁制动器的转子电涡流、制动力矩,不同励磁电流下制动力矩响应情况,不同转子材料下制动力矩响应情况以及不同气隙长度下制动力矩响应情况。结果表明双定子单转子电磁制动器第一种磁路结构制动特性优于第二种。     

磁疗用方片磁源空间磁场定量分析

磁疗是利用磁场对人体患病部位或有关穴位进行作用,从而达到治病或保健目的的一种物理疗法.近年来随着非药物疗法的兴起,磁疗也越来越引起人们的关注.由于磁疗常用各种永磁磁源空间磁场分布比较复杂,因此磁场的作用剂量问题一直困扰着有关研究人员.本文采用有限元数值计算建立了方片磁源空间磁场的计算方法,得出方片磁源空间磁场的矢量磁位、磁感强度、磁场能量密度量值、磁感强度等值线和磁力线,为方片磁源的使用提供了多参数的量值依据,对磁疗的定量应用有重要的指导意义.     

磁记录介质的表面形貌和磁结构的观测

使用磁力显微镜和偏光显微镜观测了硬磁盘，磁光盘，录像带，录音带和磁卡的表面形貌和磁结构，揭示了磁记录介质的信息存储状态，对于不同的记录模式，介质的磁结构截然不同，并且表面平整度也有差别，记录密度越高，介质表面越平整。     

轴向电磁轴承多自由度承载力理论与实验研究

为了实现磁悬浮轴承系统的微型化,对轴向电磁轴承的多自由度承载力进行理论与实验研究。基于轴向磁轴承气隙磁通空间分布,利用分割磁场法建立磁路模型,由虚位移法得到轴向和径向承载力的数学表达式。借助有限元仿真软件,得到轴向磁轴承气隙磁感应强度与磁场空间分布。在搭建的磁轴承三维力学测量平台上,实验测量了轴向磁轴承的轴向与径向承载力,分析总结了多自由度承载力随电流、轴向位移和径向位移的变化规律,结合理论与仿真结果,分析了结构参数变化导致气隙磁场分布变化,进而改变轴向与径向承载力的物理机理,为轴向磁轴承实现多自由度悬浮研究提供了参考依据。     

磁导仪极靴形状对软磁材料性能测量结果的影响

自动控制仪器与软磁材料性能之间存在着密切的关系,这就使得软磁测量的重要性日渐突出,特别是在智能化日益发展的今天。对于不被认为是传统意义上的软磁材料的铁素体不锈钢材料,情况尤其如此。实验表明,为减小测量误差,应尽量选择与样品接触面尽可能大的极靴。因为无论是在弱场、中场还是强场下,极靴形状对样品测量结果的影响都是不可忽视的,特别是当极靴形状与样品的接触面很小的情况下。对于?max所在的磁场值H(?max),即使使用同一幅极靴进行测量,在不同的磁场下,测量值间也存在较大的差异。但极靴形状对材料最大磁通密度,也就是最大磁极化强度的影响不大。这些结果对磁路设计也很有借鉴意义。     

电磁脱扣器动态特性的仿真

借助于三维场分析软件ANSYS,对各种常用电磁脱扣器建立了三维有限元模型,通过分析其磁场分布,用磁场分割的方法并经过拟合后,得到计算气隙磁导和漏磁导公式.用此计算公式结合已有的磁路法,实现各种形式的电磁脱扣器的动态特性仿真.     

磁致冷永磁高强磁场的仿真及其优化

室温磁致冷是一种绿色环保技术,有着巨大的发展潜力,而磁致冷机的工作效率主要取决于磁场大小和均匀度,因此磁路设计就显得尤为重要。本文首先介绍了磁路设计的磁路定理和有限元模拟方法,然后用有限元软件Ansys的APDL参数化编程技术对磁制冷样机中的磁体进行了模拟仿真,并对磁体的结构进行了优化设计。结果表明制造加工的磁体重量下降了一半,大大节约了制造成本。在制造过程中产生的应力和磁极表面的平整度对磁场的分布和大小都会产生较大影响。     

A novel method applicable to large-scale active magnetic shielding system which effectively compensates gradient magnetic fields originated from the surrounding buildings

We propose the novel magnetic compensation method which is suitable to compensate gradient magnetic fields. The method is to be applied to a conventional large-scale, tri-axial active magnetic shielding system such as a spacecraft magnetic testing facility. The essences of this method are the adoption of compensation coils which have degrees of freedom in their coil orientations, and their installation position, which is chosen to have certain distances from the center of the shielding area. The method works with at least four compensation coils. In this research, we actually demonstrated the method with a scaled-down experiment. Disturbance magnetic field (B) at the target zone was suppressed from 21.33 nT to −1.54 nT and magnetic field uniformity (ΔB) within the test zone was improved from 2.3 nT to 0.015 nT. In terms of magnetic field gradient, improvement from over 4 nT/m to below 0.5 nT/m was achieved.     

电磁系统的物理数学模型

分析并找出分段磁势电磁系统的等值磁路图;推导和论述“磁路磁通”和“磁链磁通”方程式;构成电磁系统的物理数学模型。     

一种解决非线性磁场计算收敛问题的最佳方法

讨论了非线性磁场的计算问题，指出如何确定磁场磁阻率是影响计算收 敛的重要因素。提出在磁场饱和情况下保证采用线性迭代法计算也收敛的方法，通过进一步分析提出在磁场中铁磁物质的磁化曲线上有拐点情况下保证计算收敛的最佳方法。     

磁场热处理对Fe-Cr-Co合金组织与性能的影响

本文系统研究了Fe-Cr-Co合金（2J85）在不同磁场强度下经过五种温度磁场处理后磁场强度和温度对合金微观组织和磁性能的影响，研究结果表明，磁场热处理温度为635℃时，在磁场热处理的各种磁场强度下合金均显示相对最佳磁性能，其中尤其以磁场强度为4000Oe时获得最高磁能积，即（BH）mx=6.63MGOe3,此外，本研究还显示，提高磁场热处理时的磁场强度，具有降低Fe-Cr-Co(2J85)合金对磁场热处理工艺敏感性的作用。