基于LabVIEW的直流磁场发生装置的设计

磁纳米温度计有望为肿瘤热疗中无法准确测量人体内部组织与细胞温度的难题提供一种解决途径,然而磁纳米温度计在实际应用中由于直流磁场的非均匀性和波动导致测量误差大,稳定性差。针对直流磁场均匀性低所引起的测量误差较大、稳定性差的问题,设计了一种基于LabVIEW开发平台的直流磁场发生装置。实验表明该磁场发生装置的磁场波动小于0.04%,可满足磁纳米温度计测温误差小于0.1 K的磁场要求,改善了温度测量的精度和稳定性。     

矩形激励线圈的磁场分析

本文由毕奥－莎伐定律出发，首先讨论了由一定长度的线电流源和矩形环流源的磁感应强度分布，然后在此基础上，详尽的论述了基于体电流源的矩形线圈产生的磁场分布。     

采用8031改善直流电动机磁场控制响应性的研究

本文对磁场的绝对控制进行了理论分析，在茈基础上给出了采用８０３１单片微型机改善直流电动机磁场控制响应性的系统硬件组成和软件框图。并给出了电动机起动和运行的实验特性曲线。     

基于平面线圈的基波脉振磁场构造方法研究

为了减小电磁式时栅位移传感器的原始误差,提出了一种基于平面线圈的基波脉振磁场构造方法.通过研究现有电磁式时栅磁场构造方法和平面线圈磁场分布特性,利用各次谐波畸变率THD(Total Harmonic Distortion)最小的优化算法,得到平面线圈最优化布置参数,并且在数值分析和有限元分析软件中得到了验证.根据这些参数设置,设计了基于多匝方形平面线圈的新型电磁式时栅位移传感器.在150 mm量程内,新型时栅原始误差为-32μm~23μm,较现有电磁式时栅位移传感器减小了42.3%.     

质子磁场传感器类方形线圈结构参数设计

为提高质子磁场传感器输出信号幅度和信噪比,论文提出了一种针对质子磁场传感器的类方形电感线圈结构。在传感器腔体内径限定的约束条件下,以感应电动势幅值最大化为目标,对类方型线圈和圆形线圈的结构参数进行优化设计,计算线圈尺寸参数;根据计算结果,利用COMSOL软件建立线圈等效仿真模型,得到线圈内部磁场参数,结合实际制作的线圈电感量,理论计算得出类方形线圈接受的感应信号幅度比圆形线圈高1.59倍的结论;对比实验结果表明类方形线圈感应信号的幅度是圆形线圈的1.43倍,且感应信号的信噪比提高了3.1dB。     

非均匀磁场电磁流量计磁场的计算与分析

在非均匀磁场电磁流量计原理的基础上,利用matlab解出了励磁线圈的截面形状,并通过ANSYS对励磁线圈的磁场进行仿真,结果表明所求解的励磁线圈所产生的磁场符合非均匀电磁流量计的要求。     

基于线圈电流的牵引变电站直流断路器状态监测与诊断研究

直流断路器在系统设备入网或者退网时起到开关转换的控制作用,是电力系统的关键设备之一。研究牵引变电站直流断路器的合分闸线圈电流与直流断路器状态的联系,实现对直流断路器的状态诊断。首先利用霍尔电流传感器采集分合闸线圈电流波形,然后分析了直流断路器分合闸过程线圈电流的变化机理并确定以电流拐点的时间(t1/t2)和电流值(i1/i2)作为诊断的特征值,接着对采集的电流波形进行15kHz低通滤波去噪后采用电流包络法提取分合闸线圈电流信号中特征值,最后随机划分80%样本为训练样本,20%为测试样本,通过SVM支持向量机对模拟的7种不同状态进行诊断。诊断结果表明,通过分析分合闸线圈电流的特征值能够实现牵引变电站直流断路器的状态监测与诊断。     

基于磁共振无线电能传输系统中三种结构线圈空间磁场分布研究

在磁耦合谐振无线电能传输研究中,采用何种线圈结构能使传输距离达到最远目前还没有一个定论。根据毕奥-萨伐尔定律理论推导了矩形、平面型和圆柱型等三种螺旋线圈的空间磁场分布表达式;提出一种求解磁场空间分布的新算法,并对结果进行了验证。绘出三种线圈在最大半径、匝间距及匝数一致时的空间分布三维图;比较三种不同结构线圈的空间磁场分布规律,为无线电能传输研究中采取何种结构线圈作为系统发送、接收线圈提供理论参考。     

脉冲磁场传感器频率特性分析与拓宽频带方法

在针对电磁脉冲毁伤效能的研究中,提出一种采用线圈型磁场传感器的方法来测量电磁脉冲。根据线圈型磁场传感器测量脉冲磁场的基本原理,分析了其工作时的等效电路和频率特性,根据探测线圈归一化传递函数分析负载电阻对测量频率范围的影响,在此基础上就如何拓宽探测线圈的工作频段,提高传感器响应的灵敏度和稳定性进行了讨论,并提出相应的改进方法,并通过实验进行验证。     

新型线圈发射器的电磁场仿真分析

电磁发射拥有许多化学发射不可比拟的优点,近年来受到各国的广泛关注。传统发射器需在线圈内部加装位置传感器,这使得线圈磁场分布不均且结构复杂。该文基于电磁感应原理,设计出了新型线圈发射器模型,该模型利用线圈外部的传感器来控制电路放电时间,克服了传统结构的缺陷。借助SIMPLORER和Maxwell仿真软件对发射器的主体电路和线圈磁场进行分析,得到了磁场中弹丸的静态和动态特性曲线。仿真结果验证了该新型发射器的作用机理,并得到了四级发射器模型的结构参数。该新型发射器可把30g弹丸加速到12.00m/s。结果表明该新型发射器结构简单、线圈内部磁场分布均匀,大大提高了模型的发射效率和系统的稳定性。     

利用三载流方环进行均匀磁场仿真

为实现较大范围的高精度三分量均匀磁场的仿真,解决圆环实现较困难的问题,对利用三正方形载流线圈仿真均匀磁场进行了研究.通过对正方形线框的标量位按直角坐标的幂展开式进行分析和数值计算,给出了利用共轴三正方形载流线圈仿真均匀磁场的最佳参数.利用Matlab仿真该参数,显示其可以在相当范围内实现精确的均匀磁场.在此基础上建立了一个三分量的均匀磁场模拟实验系统,实验结果表明该方案可以实现较大范围高精度三分量均匀磁场仿真.     

基于DDS技术的胶囊微机器人外旋转磁场驱动方法

针对微机器人有缆驱动的缺点,介绍了一种以外旋转磁场驱动内嵌永磁体的胶囊微机器人游动的无缆驱动方法。阐述了胶囊微机器人的驱动原理与旋转磁场的产生方法,并结合直接数字频率合成（DDS）技术,开发了以单片机AT89S52和DDS芯片AD9854为核心的旋转磁场驱动信号源。对系统进行软硬件设计和调试,产生的两路正余弦信号可驱动两组亥姆霍兹线圈产生旋转磁场。     

磁悬浮硬盘中非记录磁场的研究

介绍了磁悬浮硬盘的概念,测量并分析了普通硬盘的音圈电机和主轴电机产生的非记录磁场以及磁悬浮硬盘中的磁力轴承产生的非记录磁场,分析了非记录磁场对记录磁场的影响,为磁悬浮硬盘的设计和研究提供了依据。     

永磁无刷直流电机PWM_ON_PWM调制方式研究

由于非导通相续流电流使得永磁无刷直流电机运行中存在的转矩脉动问题,为了有效抑制转矩脉动,本文通过分析无刷直流电机的工作原理,建立了其数学模型。按照数学模型对现有的几种PWM调制方式进行了比较分析。通过分析可知现有的PWM调制方式都不能够完全消除非导通相续流电流,针对这一问题本文提出了PWM_ON_PWM调制方式。并通过实验证明了该调制方式,可以有效减小或消除由于非导通相续流引起的非换相期间的转矩脉动。     

交变磁场测量的研究进展

通过对磁场的种类和相关测量理论及方法分析,归纳了当前国内外交变磁场测量方法以及测量传感器和仪器的研究现状。针对医疗仪器等行业的需求,指出中频强磁场和空间点磁场测量方面的一些难点和取得的进展,介绍了最新研发的中频强磁场测量仪。最后分析了磁场测量技术的发展趋势,随着磁场测量应用的范围和各种要求的提高,测量磁场的频率、强度和空间分布变得越来越重要。     

车辆磁场跟踪问题的几种非线性滤波方案研究

概述了车辆的磁场跟踪方案,并说明了在这些方案中运用非线性滤波算法的优点以及存在的问题。描述使用非线性滤波算法的"双传感器"方案和梯度计方案的原理和模型,并提出了一种Euler反演法与Kalman算法结合的梯度张量方案。使用了非线性滤波的Cramer-Rao下限分析并比较了这几种方案的性能。最后给出了方案的仿真结果。这几种方案均能实现对车辆的跟踪,其中梯度张量方案在磁矩估计上有明显的性能优势。     

基于磁晶格机械构件线应变检测系统的研究

基于等间距磁晶格应变检测的基本原理,设计了信号检测和波形转换电路,将对应变的检测转化成为对时间量的计测,并且推导了时间量与构件应变之间的数学表达式。以8051单片机为核心,研究了应变检测系统的数据采集以及和上位机的通讯方法。利用PC机完成对检测结果的显示、存储、打印等功能。整个应变检测系统实现了以非接触的方式对机械构件应变进行实时的在线检测。     

三磁偶极子磁体舰船磁场仿真

针对磁偶极子阵列对舰船磁场建模需要磁偶极子数量较多,排列复杂,在工程较难实现的问题,首次提出用三个磁偶极子对舰船磁场进行建模.建模过程首先选定磁偶极子位置,然后用最小二乘法计算磁矩,计算并仿真舰船磁场,最后分析仿真磁场与水雷动作参数之间关系,结果表明用三个磁偶极子建模得到的磁场在幅度上有一定的精度,而且磁场梯度较高,可以在低航速下模拟相对高速的舰船磁场通过特性.由于磁偶极子数较少,排列规则,在工程上有广阔的应用前景.     

脉冲磁场发生器自动校准技术研究

针对脉冲磁场发生器校准规范缺失的现状,依据有关国家和国际标准,对脉冲磁场发生器自动校准技术进行了系统研究。提出了需要校准的三类参数,对每类参数给出了校准方法及线路,设计了自动校准系统,以提高校准质量和效率。这些工作为规范该设备的校准及下一步编写校准规范奠定了技术基础。     

相控式与偏磁式消弧线圈的研究

分析了相控式消弧线圈与偏磁式消弧线圈的工作原理,详细介绍了这两种消弧线圈补偿电流的特性,阐述了电网正常运行和发生单相接地故障时这两种消弧线圈的工作特性,从而得出结论:带滤波电路的相控式消弧线圈有一定的滤波作用,但由于存在滤波电路而使相控式消弧线圈的补偿效果较差;偏磁式消弧线圈既能有效滤波,又能起到很好的补偿效果。