一种高精度测量强磁场的方法

一、引言流水式核磁共振(NMR)测场法可以精密测量0.03特斯拉以下的弱磁场和均匀度劣于10~(-4)/cm 的磁场。文献[1][2][3]分别描述了这一方法的特点。该方法需要用较强的磁场(0.5～1 T)对流动水样品进行预极化。本文所研究的方法是;用被测磁场作为流水样品的极化磁场,在测量探头内设置极化器。文献[4]研究的流水式宽范围质子特斯拉计的测量精度指标为3×10~(-5)。本文给出了进一步提高流水式核磁共振测场法测量精密度的途径。实际测量波谱仪超导磁场的精密度达到了1×10~(-8)。二、以被测磁场为极化场的磁场测量系统该测场系统由四部分组成:测量探头(内含极化器)、核磁化强度检测器、射频激励源、循环水系统。对于这种测量系统应当着重研究的问题是:探头内极化器的极化效率η、核磁化强度检测器的特性以及射频激励源的频率稳定度和调节细度。这些因素对测量系统的信噪比和精度有着明显的影响。     

三维磁场测量特斯拉计的研制

描述了一台新颖的测量加速器磁铁和插入件三维磁场分布的高精度特斯拉计.它由三维正交的磁场传感器探杆,温度探头,恒流源,HP34970A多通道数据采集器和PC机组成.软件采用LabVIEW编写,独有的软件温度补偿和非线性校正算法使仪器能够被校正到±100μ特斯拉的精度.上海原子核研究所(SINR)的核磁共振仪和校正磁铁能够把仪器校正的上限是1特斯拉.     

砷化镓霍尔探头在测磁方面的应用与探讨

一、前言砷化镓霍尔元件是一种适用于制造测磁探头的半导体元件,霍尔电压线性度小于千分之三,测量的磁场值可以用数字电压表显示,选用不同成分的砷化镓单晶,可以分别制成高灵敏度(≥10mV/mA·KGS)和低灵敏度(=2mV/mA·KGS)、高稳定性(温度由20℃～100℃,零点漂移<20μV)的磁测量探头。高灵敏度探头可以降低对测量仪表灵敏度的要求,能大幅度降低数字特斯拉计的价格,有利于国内目前应用的CT3和CT5高斯计的更新换代。低灵敏度高稳定性探头能进一步提高国内现有数字特斯拉计的精度,可以用于长时期精确测量磁路的磁场分布,也可用于测试磁性材料的温度系数。目前,由于采用了特殊工艺,砷化镓霍尔元件的截面已能缩小到1×1mm~2,已制造了外径φ2的轴向探头。霍尔元件截面积的缩小有利于提高对被测磁场分布的分辨     

强磁场宽范围核磁共振测场仪

本文研究了强磁场宽范围的核磁共振测场仪的原理、结构以及实验方法,并给出了实验结果。仪器的工作频率是0.9-92MHz。用水样品可测0.0216～2.1T(特斯拉)的磁场,用重水样品可测0.15～14T的磁场。用它可精确测量电磁铁、永磁铁,或超导磁体的室温孔中的磁场强度和均匀性,测场准确度优于1×10~(-5)(高场范围)。     

采用反馈随动机构扩大霍尔传感器位移测量范围

霍尔器件可用于微位移测量,但通常只能测1mm左右的位移,并在实用时要设计复杂的磁路以保证在测量范围内梯度磁场为均匀的。本文采用反馈随动机构带动霍尔传感器跟踪被测体的位移,从而扩大了测量范围,且不需要在测量中保持均匀梯度磁场。     

基于FLANN和最小二乘的磁梯度计误差校正

在基于偶极子磁场分量梯度的水下磁异常定位方法中,三轴磁力计自身误差及两磁场坐标系配准误差等是限制水下定位精度的主要因素,因此有必要对其进行校正,补偿磁场分量梯度计测量值。建立了磁场分量梯度计的测量误差模型,提出了基于函数链接型神经网络(functional link artificial neural network,FLANN)和最小二乘法的磁场分量梯度计误差校正方法,给出了误差参数辨识及校正算法,数值仿真和实测数据证明了校正算法具有良好的收敛性,能显著地抑制磁场分量梯度测量误差,该校正方法为提高磁场分量梯度计性能提供了一种可行途径。     

新产品·新成果

<正> 天津光学仪器厂于不久前研制成功了SH-3微机型激光多普勒血流计。该仪器是一种采用多普勒效应原理工作的新颖医疗仪器。仪器采用空间和时间相干性都很好的激光,由它提供近2W能量的单色光,通过光导纤维送到被测组织表面。SH-3型多普勒的电子系统改变了SH-2型采用的传统模拟电路而采用国际上先进的MCS-51型单片微型计算机,它可对测量的数据进行各种运算;采用先进的软件设计,包括数字滤波、数字调零、探头的非线性校正,以及溶点运算等,从而排除或减小了由于干扰信号和模拟电路引起的误差,大大提高了测量精度。     

基于圆环磁体阵列的线型零磁场系统研究

磁性粒子成像是一种新型示踪剂成像技术,该技术利用磁性粒子在零磁场中的非线性磁化特性对被测物进行成像,其中零磁场的精细度决定其空间分辨率,而零磁场的精细度由空间磁场梯度决定。为了提高空间分辨率,设计了能产生大磁场梯度的静磁场结构,将其与驱动结构组合成线型零磁场系统。首先设计了基于圆环磁体阵列的静磁场结构,利用大梯度的静磁场构造精细线型零磁场;其次设计了基于亥姆霍兹线圈的驱动结构及其驱动方式,确定线型零磁场扫描范围与驱动电流之间的关系;最后计算线型零磁场系统的空间分辨率,研究磁场梯度、粒子粒径与空间分辨率之间的规律性。实验结果表明:基于圆环磁体阵列的静磁场结构产生的磁场梯度为4.804 T/m,当使用30 nm磁性粒子作为示踪剂时,系统的空间分辨率为0.540 mm,此时线型零磁场能在30 mm的范围内对被测物进行平移扫描。证明了基于圆环磁体阵列的线型零磁场系统用于提高磁性粒子成像分辨率的可行性。     

QD-3-2型双通道高精度位移及振动测量仪

启东电子仪器厂以生产单片机开发系统而闻名全国,现在又与陕西机械学院联合开发成功了QD-3-2型双通道高精度位移及振动测量仪。该仪器采用特殊结构的涡流传感器,测量时不与被测物接触;可广泛应用于     

基于Overhauser效应的磁场梯度探测器

为提高单探头磁力仪在自然环境中的抗干扰能力,设计了一种基于Overhauser效应的双探头磁场梯度探测器。文中介绍了Overhauser效应的基本原理,对仪器的射频激发系统、信号调理系统和频率计做了详细的描述。论文分析了射频系统的不稳定因素,并给出解决方案。针对拉莫尔旋进信号,提出一种基于FPGA的多通道测频算法,并对比测试使用该算法前后的结果,分析了实验数据。同时对仪器双探头的数据一致性进行比对,给出了测试方法和测试结果。最后将该仪器和商用仪器进行室内、室外以及磁异常探测等对比试验,结果表明,其性能接近商用仪器水平,具有野外操作便捷、测量磁场精度高、抗干扰能力强等优点,证明了所研制的基于Overhauser效应的磁场梯度探测器在梯度测量中的有效性。     

M992型微型轴承摩擦力矩测量仪的研制

本文分析了微型轴承摩擦力矩特性,提出了设计摩擦力矩测量仪的主导思想。对新研制的M992型测量仪作了介绍。仪器适用于测量内径2～8毫米、外径5～18毫米的向心球轴承和向心推力球轴承,被测轴承上可施加100～500克的轴向负荷,被测轴承可垂直或水平放置于仪器中。对构成仪器的机械部分和电气部分作了详细阐述。给出了微型轴承摩擦力矩影响因素的典型曲线。附图13幅、表8个,参考文献12种。     

离子活度计及离子选择性电极发展概况

一、pH计,离子活度计 1.pH计亦称酸度计,是测量溶液酸度的仪器。测量酸度时使用两支电极,一支参比电极(一般采用饱和甘汞SCE电极),另一支是工作电极(一般多用玻璃pH电极)。两电极之间产生的电位只与被测溶液的H~+离子活     

JD3投影立式光学计

投影立式光学计是利用标准块规和被测零件相比较的方法来进行测量各种零件外形的微差尺寸,在计量长度尺寸传递中可作为检定五等精度的量块和一级精度的柱形量规。本仪器是所有工厂的计量室、车间检定站必不可少的基本计量仪器。     

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。     

基于磁通门传感器的弱磁场检测方法

为了实现对弱磁场的检测,研究了磁通门传感器原理,建立了磁通门传感器数学模型;采用高磁导率材料钴基非晶合金VITROVAC 6025Z作为磁芯材料设计制作了磁通门传感器,结合DDS(直接频率合成器)激励电路和虚拟仪器构成磁通门磁强计.虚拟仪器上磁场调零功能可实现磁通门磁强计在不同磁场环境下的归零校准,对弱磁场的测量更加精确.经对比实验,选择激励信号频率为10 kHz,激励幅值为5V,此时该系统灵敏度较高.在稳定可控磁场中,利用特斯拉计对系统进行定标,实验结果表明,磁通门磁强计线性度较好,分辨力达μT级.     

1027和RAD7型测氡仪测氡效果的研究与评价

采用1027型和RAD7型连续测氡仪对比测量某房间的氡气含量。结果发现,对于同一房间,1027型连续测氡仪不论采用哪种工作状态(enable和disable),测量数据和RAD7型连续测氡仪测量数据差别都很大;1027型测氡仪测量数据稳定性差,波动较大,RAD7型连续测氡仪测量数据稳定性好,波动较小;湿度对2种仪器的影响都很大。     

用于多波段激光大气透过率测量的太阳辐射计

为了实时测量多个波段激光大气透过率,研制了ISP02型近红外太阳辐射计。详细阐述了该仪器的硬件组成、光学系统设计以及工作流程,并对仪器进行了定标,给出仪器能达到的性能指标。依据建立的基于太阳宽谱直接辐射测量获取激光波段大气透过率的方法,实测得到1.064,1.315,1.54μm大气透过率,将结果与POM02型太阳辐射计采用外推法获取的激光大气透过率进行对比,误差均小于6%,测量的水汽总量与POM02对比,误差均小于7%;然后,将两者外推的3.78μm透过率进行对比,误差均小于5%。秋冬季实测的1.315μm透过率与激光大气传输评估软件对比,误差小于2%。该仪器测量结果可靠、性能稳定,可为同时获取多个波段激光大气透过率提供有效测量手段。     

螺纹千分尺校对用量规测量面间尺寸的测量

鉴于千分尺检定规程 JJG25-79中提供的校对用量规测量面间尺寸L的测量用专用工具不易实现(见图1),为此,我们革新了一种无立式测长仪和立式光学计而能在卧式测长仪和卧式光学计上测量的好方法:如图2所示,先做两个小套管1、2分别装在卧式测长仪的活动和固定测头上,套管1上装一个螺纹千分尺锥形插头(要选择一个锥角60°公差小于± 2′的),另一端与套管 2上的 60°锥角的锥坑接触,再用尾管的调节螺钉找出仪器读数的反折点后,在仪器上读取h值(作为仪器的零位)。然后将被检定的校对量规置于锥形插头和小锥坑之间,在仪器上读取h′值,则校对用量规…     

直流电位差计示值误差结果的不确定度评定

本文依据《JJG123—2004直流电位差计检定规程》和《测量不确定度的评定与表示》,用UJ25型直流电位差计作标准器,准确度等级为0.01级,量程为0~1.911110V,采用的计量单位是伏特(毫伏、微伏),对0.05级直流电位差计进行了测量和不确定度的评定。根据不确定度的评定方法,应用被测仪器引入的标准不确定度(2项)和引入的标准装置不确定度(4项)进行了数据处理及不确定度的评定,并做了扩展不确定度的评定。     

立式光学计测平面帽的修理

立式光学计在机械加工厂应用非常广泛。它测量精度高,而且操作方便。但由于仪器测帽的长期使用,测帽测量面磨损严重,影响仪器的测量精度,需要修理。现介绍一种修理平面测帽的简便方法。