小型SERF原子磁力计控制与信号检测电路设计

现有小型无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力计的研究工作对于后端控制与信号检测电路设计相对薄弱,控制和信号采集基本都是依靠商业检测仪器搭建而成。本文基于现场可编程门阵列(FP-GA)设计开发了一套完整的小型原子磁力计控制与信号检测电路,实现了探头气室加热和温度控制,探头信号锁相放大及闭环检测功能。气室加热温度满足130~160℃可调且控制精度可达±0.2℃,同时闭环测量灵敏度可达65 fT/√Hz,满足极弱磁信号探测需求。     

单光束 SERF 磁强计三轴磁场解耦磁补偿校准方法

针对单光束SERF原子磁强计磁补偿过程中的三轴磁场耦合问题,提出了一种对磁强计三轴顺序补偿值进行反向校准的方法,用于减小三轴补偿过程中产生的耦合磁场。首先,构建了三轴磁场耦合数学模型,即一个3×3的耦合系数矩阵,来描述三轴之间的磁场耦合关系,并对实验室磁强计样机进行了三轴耦合系数测试。然后,提出了一种应用三轴耦合系数对三轴顺序补偿值进行反向校准的方法;最后,对比了校准前后的磁补偿效果。实验表明,经三轴顺序补偿反向校准后,磁强计的响应线宽平均变窄2～10 Hz,灵敏度提高3～5 fTHz^1/2,验证了该方法的有效性,为进一步优化磁补偿技术奠定了基础。     

基于SERF原子磁强计的三轴磁场顺序补偿方法研究

无自旋交换弛豫(SERF)原子磁强计是一种灵敏度非常高的磁强计,而剩余磁场强度是影响SERF原子磁强计灵敏度的主要因素之一。为此,提出了一种SERF原子磁强计三轴磁场顺序补偿方法,该方法将剩磁范围分为三个部分,每个部分对应不同的补偿方式,并且使用软件对顺序补偿的整个过程进行了仿真实验。实验表明,该方法可以不受补偿前原始剩磁大小的影响,更具有普适性。     

原子吸收中的三磁场塞曼背景校正技术

1　塞曼效应背景校正及可调磁场强度塞曼效应及其类型原子吸收中的塞曼效应背景校正 ,就是将光源置于强度为几千高斯的磁场内时 ,光源所发射的各谱线受磁场的影响而分裂成几条偏振化分量。这种现象称为塞曼效应。塞曼效应又分为两种 ,即 :正常塞曼效应和反常塞曼效应正常塞曼效应只有部分元素是发生正常塞曼效应 ,发射线在磁场作用下分裂为三个分量即 :1个π组分 (在特征谱线中心波长处 ,有特征吸收 )和 2个σ组分 (偏离特征谱线中心波长 ,磁场强度足够时无特征吸收 )。反常塞曼效应谱线在磁场作用下发生多重分裂 ,也就是分裂成多于三个偏振…     

基于改进遗传算法的三轴磁场传感器校正方法研究

针对三分量磁场传感器存在三轴非正交性、三轴灵敏度不一致和零点偏移误差,不能满足磁场精确测量的问题,提出了一种基于改进遗传算法的三轴磁场传感器校正方法.建立了实际传感器的测量模型,分析了误差产生的机理,研究了误差校正的方法,设计了基于遗传算法和改进遗传算法的校正参数求解过程,通过仿真实验和实测实验,验证了校正方法的有效性和改进遗传算法的快速性,经校正后的三轴磁场传感器的测量精度得到大大提高.     

手持式智能三轴磁场检测与定向仪的设计

为了进行弱磁场的测量,设计了一种基于霍尼韦尔HMC1043型磁阻传感器的手持式智能数字三轴磁场检测与定向仪,介绍了它的硬件实现及软件设计方法.在该仪器中,磁阻传感器把外部磁场强度转化为差分电压信号,该信号经过调理放大后送入ADC进行模数转换,转换后的数字量经过AT89S52校准、误差补偿、平均等处理后送入LCD显示,最后给出了样机的整体外形,通过时该仪器的性能测试可知:仪器测量准确,性能优良.     

三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算

利用标量磁位法获得了三轴环板式永磁齿轮（Triple-shaft Ring-plate Magnet Gear,TRMG）的气隙磁场数理模型,根据磁场叠加原理建立了内、外永磁圈间气隙磁场及其相应的电磁转矩模型;由于所有计算均基于TRMG的平面磁场建立,因此,所建模型与二维有限元结果间具有较高的准确度（误差≤5%）;其计算速度远快于三维有限元法,且与二维及三维有限元分析具有较好的吻合度与趋势性,验证了所建模型的准确性,可适用于三轴以上的多轴环板式永磁齿轮的磁场分析与结构动力学计算。     

水射流主动补偿细长轴切削加工变形

针对低刚度细长轴在加工过程中因切削力而产生的回弹变形误差,提出了一种水射流辅助支撑细长轴加工的新型加工方法,建立了细长轴切削加工变形补偿模型,并分析细长轴在有无水射流支撑作用下的变形情况。最后,对细长轴在有无水射流辅助支撑作用下进行了实验对比分析。结果表明,水射流辅助支撑可很好的减小细长轴加工误差,为提高细长轴的质量提供理论指导。     

水射流主动补偿细长轴切削加工分析

针对低刚度细长轴在加工过程中因切削力而产生的回弹变形误差,提出了一种水射流辅助支撑细长轴加工的新型加工方法,建立了细长轴切削加工变形补偿模型,并分析细长轴在有无水射流支撑作用下的变形情况。最后,对细长轴在有无水射流辅助支撑作用下进行了实验对比分析。结果表明,水射流辅助支撑可很好的减小细长轴加工误差,为提高细长轴的质量提供理论指导。     

基于多体系统理论的三轴数控机床误差补偿模型

对多体系统理论进行了介绍、探讨和研究,并运用多体系统理论建立了三轴数控机床的误差补偿模型,以期对数控机床误差的软件补偿方法有所帮助。     

三轴数控铣床的几何误差补偿技术

目前机械制造工业正朝着高精度、高效率、高品质、集成化的方向发展,尤其是精密仪器的制造,这就对数控机床的加工精度提出了更高要求。笔者对数控铣床几何误差产生的因素进行了细分,通过三轴数控铣床几何误差补偿技术缩小误差值,能够满足数控铣床加工设备的精度需要。     

采用三磁场塞曼效应背景校正技术的石墨炉原子吸收光谱仪—AAS ZEEnit 60

20 0 0年 ,德国耶拿分析仪器股份公司 (ＡｎａｌｙｔｉｋＪｅｎａＡＧ)推出了ＡＡＳＺＥＥｎｉｔ 6 0型横向加热石墨炉原子吸收光谱仪。该仪器实现了液体 /固体石墨炉原子吸收光谱分析 ,采用 3-磁场交变塞曼效应背景扣除技术 ,可变磁场强度为 0 1...1 0特斯拉 ,高达2 0 0Ｈｚ的交变塞曼调谐频率 ,一系列高新技术的成功结合 ,使其成为世界上最先进的原子吸收光谱仪。ＡｎａｌｙｔｉｋＪｅｎａＡＧ公司近年不断推出一系列新型号的原子吸收光谱仪和诸多创新的特殊应用技术。ＡｎａｌｙｔｉｋＪｅｎａＡＧ公司位于世界光学精密仪器制造中心——…     

采用三磁场塞曼效应背景校正技术的石墨炉原子吸收光谱仪——AAS ZEEnit 60

20 0 0年 ,德国耶拿分析仪器股份公司 (ＡｎａｌｙｔｉｋＪｅｎａＡＧ)推出了ＡＡＳＺＥＥｎｉｔ 6 0型横向加热石墨炉原子吸收光谱仪。该仪器实现了液体 /固体石墨炉原子吸收光谱分析 ,采用 3-磁场交变塞曼效应背景扣除技术 ,可变磁场强度为 0 1...1 0特斯拉 ,高达2 0 0Ｈｚ的交变塞曼调谐频率 ,一系列高新技术的成功结合 ,使其成为世界上最先进的原子吸收光谱仪。ＡｎａｌｙｔｉｋＪｅｎａＡＧ公司近年不断推出一系列新型号的原子吸收光谱仪和诸多创新的特殊应用技术。ＡｎａｌｙｔｉｋＪｅｎａＡＧ公司位于世界光学精密仪器制造中心——…     

三轴光纤陀螺捷联惯组热致漂移整体式补偿

针对光纤陀螺热致漂移补偿问题,提出一种整体式三轴耦合线性多变量光纤陀螺捷联惯组系统热致漂移补偿模型,该模型由温度梯度、温度和温度二次方多项式组成。根据模型线性特性,采用最小二乘法确定模型参数。进行实验采集漂移数据进行模型验证,为提高参数辨识精度,提出了一种滑窗MAD(sliding window median absolute deviation,SWMAD)法以剔除野值点,引入梯度倒数加权滤波器(gradient inverse weighted,GIW)对数据进行预处理,处理后的数据通过奇异值分解(singular value decomposi-tion,SVD)进行降噪。补偿结果表明,提出的三轴耦合线性多变量模型能有效补偿系统的热致漂移,并能提高系统精度。     

三轴数控侧铣空间刀具半径补偿算法

通过深入分析三轴数控侧铣加工的特点,利用几何平面投影原理,采用平面轮廓刀具半径补偿算法推导的类似方法,建立三轴数控侧铣加工的空间刀具半径补偿算法.将三轴数控侧铣加工的空间刀具半径补偿归纳为三种转接过渡类型处理,通过加工平面的投影相交求出空间两相邻程序段的过渡转接点坐标分量x、y,然后通过逆投影计算转接点的第三分量z,从而推导出各类型转接点的坐标计算公式.基于UG平台编写了三轴数控侧铣刀具补偿仿真软件,模拟和铣削加工实例结果表明所建立的三轴数控侧铣加工空间刀具半径补偿算法正确有效.基于该算法的空间刀具半径补偿G指令将可避免由于刀具磨损和刀具更换导致的三轴侧铣数控代码重生成.     

三轴转台结构静动态特性分析

根据对三轴转台机械结构特点,并考虑计算速度和准确度,对转台各结构部件进行了合理的简化和等效处理.采用有限元分析软件ANSYS建立了转台的有限元模型,对转台进行了静力计算和模态分析.结果表明,三轴转台的结构设计满足指标要求.     

无自旋交换弛豫原子磁强计的主动磁补偿

由于外界磁场扰动会降低无自旋交换弛豫(SERF)原子磁强计的磁场测量灵敏度,本文根据SERF原子磁强计的测量原理,提出了一种基于原位磁测补偿外部磁场扰动的方法。该方法通过调制解调的方法对3个方向的磁场进行解耦,实现3个方向磁场信息的独立测量。然后,将3个方向磁场的测量信息作为反馈,调节电流源输出给线圈的电流,使线圈产生一个与外界扰动磁场大小相同方向相反的补偿磁场。最后,在现有的SERF原子磁强计实验平台上搭建了主动磁补偿系统,实现了对外部扰动磁场的补偿。与手动补偿方式相比,本文提出的主动磁补偿方法可将剩余磁场的平均值从0.317 8nT降低到0.040 4nT,同时将剩余磁场的均方差由0.348 1nT降低到0.024 7nT。得到的实验结果验证了本文所述方法的有效性。     

小型三轴转台相交度的测试方法

为了测量小型三轴转台的相交度误差,在内环轴两端各安装十字靶标,并用经纬仪观测对准靶标的水平角,然后根据水平角以及经纬仪至外环轴线的距离计算三轴相交度误差。首先,在考虑转台的相应垂直度、相交度误差的基础上,建立相应坐标系,用齐次变换法得出靶标中心点在基准坐标系下的坐标,据此设计相交度的测试方法,即将三轴台三轴转至几个特殊角位置,用经纬仪对准两靶标并记录水平角;根据靶标中心点在基准坐标系下的坐标计算出三轴相交度误差;最后对相交度测试进行误差分析。