双单摆式微推力测量系统的研究

为了实现空间微推力器的高精度推力测量,提出了一种电容桥式差分读出的双单摆推力测量方案,其测量频带从10-3Hz～0.016 Hz,可实现分辨率为0.1μN,量程1 mN的微推力测量。与意大利帕多瓦大学设计的双单摆微推力差分测量系统相比,方案具有更强的共模抑制能力,操作简单易行。     

超导量子干涉器件的冷却技术

超导量子干涉器件(SQUID)是应用约瑟夫逊效应发展起来的超导电子器件，是目前低温超导学的前沿学科之一。由于它对电磁讯号有特别高的灵敏度，可用于测量微电流(10^-14A)，微电压(10^16V)及弱磁．低磁化率等，当SQUID用作约瑟夫逊电压标准时，测量精度可达10^-10。     

超导线材短样测试装置测量系统

介绍了自行研制的超导线材短样测试装置的实时测量系统,包括温度、压力、液位、电流、电压降测量5个方面.该系统基于计算机和MCGS组态软件,选用合适的传感器和测量方法,采用A/D数据采集卡实现超导线材短样测试装置数据的实时显示和记录.测量系统具有操作简便、运行可靠等优点,已经通过与超导线材短样测试和超导磁体失超等实验,给出实验结果.这些结果表明,测量系统能满足超导线材短样测试装置的各项数据测量要求.该系统实现了低温测量和电量测量的有机结合,其成功研制为应用超导低温制冷系统的数据采集提供了参考.     

利用脉冲强磁场测量超导材料的HC2和JC（H）

提出了利用脉冲磁场对超导材料ＨＣ２和ＪＣ（Ｈ）的测量方案，并研制出了测试装置，对ＮｂＴｉ，Ｎｂ３Ｓｎ，Ｎｂ３Ｇｅ及掺ＴｉＮｂ３Ｓｎ等超导材料的ＨＣ２和（ＨＣ（Ｈ）进行了测量，得到了理想的测试结论和有益的测试经验。     

超导线圈的等效热膨胀系数的理论与实验研究

给出了计算超导线圈等效热膨胀率的理论模型和计算方法,对比了各种测量材料线膨胀系数的实验方法,并且给出了低温应变片测量热膨胀系数的技术原理.采用低温应变片法测量了矩形截面导线缠绕成型的超导线圈由77 K到300 K的线膨胀系数,并将实验测试结果与理论计算结果进行了对比分析.     

低温超导位移传感中的磁场干扰研究

低温超导位移传感技术是分辨率最高的位移探测技术之一,在重力梯度测量和引力波探测中有重要应用。在基于低温超导位移传感技术的引力测量实验中,各种磁场干扰是提高实验精度的严重制约因素。文章在液氦温度研究了各种磁场对加速度测量的影响及其作用机制;测量了引力源通过磁场与探测器耦合的刚度系数;测量了超导体检验质量剩磁并分析了其特性;测量了超导磁屏蔽层对外界磁场的屏蔽效率;分析了磁场引起残余差分加速度扰动的机制;为实验改进提出了合理建议。     

镁合金单轴拉伸微蠕变测量系统

为了准确测出镁合金抗微蠕变性能,采用单轴拉伸法对镁合金进行室温蠕变试验,开发了镁合金微蠕变测量系统,解决了测量微蠕变关键技术问题,提出采用高精度位移传感器、恒温箱、测量放大器以及设计专用蠕变变形测量装置,构成镁合金微蠕变测试系统。试验结果表明,该系统精度高、性能稳定,可精确测试镁合金室温蠕变稳态速率和应变量,镁合金ZM6室温（35℃）下的蠕变应变为0．02％,最小稳态蠕变应变速率为10^-10。S^-1。     

超导螺旋式电磁流体推进试验船(HEMS-1)

介绍了本研究采用的超导螺管磁体和螺旋式进行通道技术路线,研制的世界上第一搜超导螺旋式电磁流体推进试验船。该船舶长３．２ｍ,宽０．８５ｍ,深０．９５ｍ,排水量为约１吨,船载超导磁体磁场强度为５Ｔ。试验船在２５ｍ长２．７５ｍ２．０ｍ深的盐水池中进行了推力测量和航行试验,推力４０－４５Ｎ,船速达到０．６１－０．６８ｍ／ｓ。     

超导电阻测量系统设计

要本文通过对超导电阻特性的分析研究,提出了一种基于微弱信号检测的超导体电阻测量的新方案。论述了微弱信号检测应用于超导电阻测量的可行性。系统通过微弱信号检测中的相关检测方法实现超导电阻信号的提取,尽可能的去除噪声信号。并采用TMS320VC5509A进行信号处理,通过软件编程实现相关检测,提高信号质量。系统运行稳定,并充分显示出了自身在超导体电阻测量等微弱信号检测方面的优越性。     

超导交流应用测试系统及实验

介绍了作为超导交流应用测试系统的测量装置。由具有适合超导线材短样和小型超导线图测量、最大电流可达士20OA的交流电源、配套的计算机数据采集系统、低温杜瓦装置等组成。给出了对国产0．65mm的NbTi线材的一项实验结果。     

Analysis on the Fusion Technology of a Commercial Transformer and an SFCL

In this study, a new concept is proposed on a combination device with functions of a commercial transformer and a superconducting fault current limiter (SFCL). This device serves as a transformer by stepping the voltage up or down in normal condition. When a transient phenomenon occurs in the power system, it serves as an SFCL to limit the fault current. The device quickly detects the line current using a current transformer (CT), and is based on the high-speed, silicon-controlled rectifier (SCR) interrupter operation. This is done by identifying the fault using an SCR switching control system. The test results showed that the fault current was limited by the impedance of the superconducting element a half cycle after a fault occurred. An SCR that initially had a normally open contact was turned on within a half cycle. However, an SCR with a normally close contact was turned off after a half cycle because the current dropped below the holding current after a half cycle. The voltage of the superconducting element was low in the step-down turn ratio condition of the transformer. This was because the secondary and tertiary windings were connected in series due to the SCR-1 turn-off condition, and the sum of voltages on each winding appeared on the superconducting element. By combining the existing power device technology and an SFCL technology, it is expected that the existing problems of an SFCL can be addressed to construct a smart power system.     

超导连接工艺研究进展

超导技术是21世纪极具经济和战略意义的一种高新技术,在许多高新领域都有比较广泛的应用前景,制作持续稳定的超导接头又是超导技术走向实用化必不可少的一项关键技术。介绍了几种常用的超导接头结构类型,重点对目前主要的4类超导体(低温超导体,REBCO,BSCCO,MgB_2)接头制备工艺和性能表征方面取得的进展进行了回顾。并对超导接头的发展趋势进行了展望,为以后超导接头的制备提供了参考。     

超导电力科学技术与低温技术研究的现状与进展

随着低温超导的发展,低温超导已在若干领域进入实际应用,而高温超导材料研究10余年来的巨大进步,高温超导的应用将步随其后。预计在21世纪前期,超导将进一步出现实用化、产业化契机,超导技术是通向未来高科技的道路。随着低温超导和高温超导技术的进一步发展,超导技术将进入一个新的应用超导的发展阶段,并对相应的低温技术提出了新的要求。超导技术的进步将进一步促进低温技术研究新热卢、的增长,并推动多学科的发展,从而迎接未来高科技发展的机遇与挑战。     

低温技术在高温超导(HTS)电力系统中的应用

阐述低温技术在超导电力系统中的制冷机支接冷却技术、液氮迫流循环系统以及基于Peltier材料的Peltier冷却方法等几个重要应用。指出用微低温工程学(micro-nanocryogenics)观点研究三维低温界面层和界面层热阻对高温超导动态稳定性的影响是高温超导电力应用低温技术的研究热点及重要研究方向之一。     

磁感应强度基准技术评述

从不确定度和应用情况等方面介绍了当前磁感应强度量值单位的几类基准,包括基于计算线圈的实物基准、基于核磁共振原理的量子基准和基于质子旋磁比的基本物理常数基准。量子精密测量领域近年来发展迅速,出现了比传统核磁共振基准的准确度更高的原子磁共振量子基准、可以进一步拓展核磁共振基准的量值下限的超导-核磁共振技术等新进展。重点评述了现有的磁感应强度的量子基准,并介绍了一些有望进一步拓展磁学计量前沿的新进展。     

低温温度电测量研究

研究了低温(小于120 K)环境下温度电测量的若干具体问题(传感器安装、漏热损失、热沉等),设计了基于单片机技术的低温温度测量仪器,温度测量范围10~300 K,测量误差小于0.1 K,这对低温、超导技术应用与研究具有重要意义。     

基于毫米波雷达获取料堆DEM的插值方法研究

针对现有的全自动堆取料机技术的发展过程中存在料堆高程模型获取困难、测量装置环境适应性差、成本高和模型精度低的问题,提出利用77GHz毫米波雷达、差分北斗和角度编码器的集成技术获取大型料堆表面的离散点云数据。推导出多传感数据融合获取离散点云数据的公式,并提出采用量子化鸽群优化Kriging插值算法获取料堆的数字高程模型(DEM),采用交叉验证的方式对比分析了优选参数后改进的普通Kriging、普通Kriging、反距离加权、基于三角剖分的线性和自然邻域插值算法,改进后的Kriging插值算法均方根误差低于0.37m,均方误差低于0.14m,均方根误差相比普通Kriging插值算法降低了39.9%。在现场的测试过程中,该方法可不受天气和粉尘的影响得到料堆的DEM,能够满足堆取料机全自动项目对精度的需求。     

Mutual Inductance and Force Calculations Between Coaxial Bitter Coils and Superconducting Coils with Rectangular Cross Section

Mutual inductance and force calculations between coaxial Bitter coils and superconducting coils with rectangular cross section in a hybrid magnet system using derived semi-analytical expressions based on two integrations were performed. The mutual inductance and force calculations are based on the assumption of the uniform current density distribution in superconducting coils. The current density distribution of a Bitter coil in radial direction, however, is inversely proportional to the radius of the Bitter coil. The influence of the current density redistribution caused by a cooling hole and an inhomogeneous temperature distribution of Bitter coil of a water-cooled magnet was not considered. The obtained expressions can be implemented by Simpson’s integration with FORTRAN programming. We confirm the validity of mutual inductance calculation by comparing it with a filament method, and give the accuracy of two methods. The mutual inductance values computed by two methods are in excellent agreement. The derived semi-analytical expressions of mutual inductance allow a low computational time compared with filament method to a specific accuracy. The force is derived by multiplying the currents of the two coils by their mutual inductance gradient.     

一种基于图像处理的万能工具显微镜测量新方法

在分析传统万能工具显微镜及现代数字化仪器优缺点的基础上,提出了一种基于图像处理的万能工具显微镜的测量方法。该方法将图像处理技术与基于FPGA和单片机的光栅测量技术相结合,在保证原有仪器的准确度高、抗干扰能力强、稳定性好、应用范围广优点的基础上,运用AutoCAD二次开发技术实现对长度、角度、圆直径等几何量的精密测量,提高了测量效率和精度,降低了操作人员的劳动强度。经过与双频激光干涉仪的测试结果进行比较,证明提出的方法具有较高的重复性和测量精度。     

BEPC-Ⅱ低温系统的氦气净化技术

氦气净化技术是国家大科学工程北京正负电子对撞机重大改造(BEPC-Ⅱ)中低温系统的关键技术之一.在充分调研国内外大型低温系统氦气净化技术的基础上,结合自身情况,创造性提出氦气储罐内部处理及真空置换方案,一次性充入氦气,将储罐内氦气不纯度控制在40 vpm之内,同时辅之以80 K外置低温吸附器对氦气储罐内以及冷箱和超导设备端的氦气进行净化.高效而又经济的解决了BEPC-Ⅱ低温系统中的氦气纯度问题,成功地进行了制冷机的验收测试和超导设备的调试及运行.