高频调制矢量原子磁力仪综述

通过施加调制磁场降低测量1/f噪声、实现矢量化测量,是原子磁力仪中常用的方法。根据调制磁场频率与弛豫率的相对大小,可以分为低频调制和高频调制两大类。本文对高频调制原子磁力仪进行了总结和分类,按照调制磁场方向与抽运光方向的相对位置分为平行调制与垂直调制两大类,之后再按照主磁场方向细分为七类不同的配置。详细分析了其中四类较为常见的配置,分别是垂直调制X型、垂直调制零场型、平行调制Z型和平行调制零场型。从Bloch方程出发,推导了这4类配置的测量解析模型,除了梳理和验证现有文献的理论分析之外,也得到一些现有文献没有提及的测量模型。采用MATLAB Simulink模块进行了数值仿真,验证了解析模型推导过程一些简化处理的合理性。给出了Bloch方程的通用Simulink模型,可用于任意配置原子磁力仪的数值仿真。     

星载感应式磁力仪地面检测系统及数据预处理软件设计

星载感应式磁力仪载荷可获取空间低频交流磁场,地面检测系统及数据预处理软件是设计开发的重要调试工具。首先介绍了感应式磁力仪的工作原理、探测数据产品及相应的研究意义。然后针对载荷设备外部接口设计了地面检测系统,实现了载荷与上位机的通信功能,并采用Visual C++调用Matlab的方法设计了一套具有实时科学数据显示的数据预处理软件,实现了在保持科学数据完整接收的同时以动态刷新方式显示不同方向和频段波形图的功能。该方法编程简单,集成功能全面,已经历了卫星多阶段的测试和试验。运行结果表明,该系统能够对仪器工作状态进行实时监视和控制,具有易维护和可拓展的特点,为星载仪器后续阶段的研制和应用提供了测试条件。     

选前低温热处理微粉煤磁性实验研究

对山东兖州矿业集团北宿煤样进行热处理实验研究,利用振动样品磁强计VSM,测定在不同加热温度条件下微粉煤的比磁化率.通过对粉磨并经过热处理的100目以下的微粉煤进行比磁化率测定,以及对煤质进行分析,发现加热温度及加热环境对粉煤比磁化率有着一定的影响,微粉煤热处理后煤质变化对其磁性的影响较为显著.实验结果为干法磁选脱硫选前磁性强化提供了有价值的实验研究理论依据.     

用于微小卫星姿态确定的非线性估计算法

基于Kalman滤波理论，利用Stirling插值公式．对非线性系统的状态方程和测量方程进行近似形成的一阶和二阶非线性估计算法．克服了扩展Kalman滤波需要复杂求导以及收敛等问题，文中利用该算法。对微小卫星常采用的陀螺／磁强计组合姿态确定进行了研究，仿真分析表明，低成本微小卫星仅柔用陀螺和磁强计进行姿态确定是可行的，一阶和二阶近似非线性估计算法处理这种强非线性的姿态估计问题是非常有效。     

煅烧温度对NiCuZn铁氧体粉末微观结构和磁性的影响

通过草酸盐共沉淀法制备了纳米级别的NiCuZn铁氧体粉末,采用X射线衍射和振动样品磁强计分析研究了不同煅烧温度对试样的微观结构和饱和磁化强度的影响。试验结果表明：通过草酸盐共沉淀法制备的Ni0.4Cu0.2Zn0.4Fe2O4铁氧体粉末,在一定煅烧条件下能够得到单一尖晶石相的粉末;随着煅烧温度的增加,试样的饱和磁化强度增加,矫顽力减小。     

自适应卡尔曼滤波在磁干扰姿态测量中的应用

针对姿态测量系统陀螺仪漂移、周围局部磁场干扰制约姿态测量精度的问题,提出一种基于四元数的自适应卡尔曼滤波(q-AKF)的方法。该方法利用陀螺输出建立姿态解算误差角的状态方程,以磁强计输出构造自适应测量噪声协方差矩阵。仿真结果表明,相比无损卡尔曼滤波(UKF)算法和扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,采用q-AKF算法补偿得到的姿态角误差不大于0.5°。q-AKF算法对磁强计进行补偿,能够有效抑制陀螺的漂移误差,提高磁干扰环境下姿态解算精度,具有较高的工程应用价值。     

微型隧道效应磁强计的设计和加工工艺研究

介绍了一种新型的基于隧道效应的微型磁强计,对其关键工艺进行了分析和实验研究。利用薄片溶解工艺制作了大尺寸的薄膜(3mm×1mm),并且在薄膜的两面都制作了图形结构,拓展了微机械工艺的加工能力     

加速度计/磁强计无陀螺捷联惯导姿态解算研究

针对无陀螺捷联惯导系统姿态解算随时间不断积累的问题,提出一种磁强计辅助无陀螺捷联惯导的组合方案,利用磁强计测量的地磁信息来修正无陀螺惯导系统的姿态角误差,提高了姿态角的解算精度。推导了磁强计输出和姿态角之间的关系,在此基础上提出了一种姿态优化算法,介绍了算法的基本原理;建立了误差四元数的姿态组合模型,并采用反馈校正完成动态条件下姿态的确定;最后对姿态误差角进行了仿真研究,仿真结果表明该方法有效地抑制了误差的发散。     

大电流智能型测量仪表的设计思路

提出了用磁位计作为传感器、配以智能化的电路来完成测量任务的方案,说明了这一方案的电磁原理,设计了智能化测量电路,同时也分析了产生测量误差的各种原因,并给出了相应的解决措施。采用该方案设计而成的电流表,可测量上千安培的交流大电流。     

张河湾抽水蓄能电站地应力测量试验研究

张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市甘陶河干流上，电站分上、下两个水库．电站水道系统的压力管道水平段、下弯段、尾水洞段以及地下厂房均设在甘陶河群蒿亭组二段上部的变质安山岩中，其抗压强度平均为208．1MPa，静弹模平均为84GPa，密度为3g／cm3．用YG－73型压磁应力计及KX-81型空芯包体式三轴应力计进行了地应力测量，通过对两种不同方法测量结果的分析比较，论证了测试部位地应力量级为几个兆帕，方向总体为N60°E，及地应力的分布规律，指出所测地应力场的方向与本区域的构造轨迹十分吻合；采用两种应力计测量结果基本是一样的，表明本次测量结果的可靠性高．