基于迈斯纳效应的二阶梯度计不平衡度调节方法

基于超导量子干涉器的磁场梯度计可在无磁屏蔽的噪声环境中测得高信噪比信号,可检测pT量级的心脏磁场。通过推导超导环与二阶梯度计天线的互感耦合关系,建立三维静磁场仿真模型,模拟得出超导环对梯度计不平衡度的调节范围为-0.73~0.78。平衡后的梯度计可有效抑制0.031 Hz~10 Hz频率范围内环境噪声的谐波分量。梯度计在无磁屏蔽环境中测量得到42.64 dB高信噪比的心磁信号,验证了超导环平衡方法的可靠性。

变压器环形铁芯建模和剩磁测量

大型电力变压器进行空载合闸操作时,铁芯中的剩磁可能会引起励磁涌流,导致变压器无法正常投入运行。文章介绍了一种新的分析和测量剩磁的方法,该方法是在外加正反向直流电压激励的基础上实现的。通过分析剩磁产生的原理,建立了基于Jiles-Atherton磁滞理论模型的变压器环形铁芯仿真模型。在环形铁芯绕组上先后施加大小相等方向相反的直流电压,可以得到两个不同的响应电流,结合场路暂态分析,可以判断剩磁的方向,并且找到响应电流和剩磁之间的关系。该方法可以在对变压器铁芯中原有剩磁影响不大的情况下准确测量剩磁的大小和方向。通过自主搭建的实验平台对环形铁芯中的剩磁进行了测量,验证了仿真结果的合理性。

磁通门的数值分析与HSPICE仿真

针对电压源激励和非正弦波激励在传统分析计算中存在的难题,提出了一种基于HSPICE的磁通门计算和仿真方法。磁通门铁芯用考虑磁滞现象的JA-Brachtendorf模型描述,而传统的JA-Brachtendorf模型参数的提取方法需要很多实验数据。运用一种简单的计算方法利用较少的试验数据先得到JA模型的数据,再由JA模型数据得到JA-Brachtendorf模型的参数。最后通过实例用HSPICE仿真考察电压源激励方式下磁通门各种物理量的波形、量值,与实验结果符合得很好。

基于四次谐波选择法的磁通门传感器分析

采用分段折线近似磁滞回线,分析了矫顽力对磁通门输出的影响,通过理论推导得到各偶次谐波灵敏度解析表达式。比较了二次谐波选择法和四次谐波选择法灵敏度,量程和非线性度。详细讨论了四次谐波的适用条件。研究结果表明选取四次谐波还是选取二次谐波,不仅取决于激励磁场与饱和磁场强度比值,还取决于矫顽力与饱和磁场强度比值。研究结果对实际应用中磁通门的谐波选择有重要指导意义。

电子积分器在微磁通测量系统中的应用

在将电子积分器应用于测量微磁通原理的基础上,针对影响积分输出误差因素中积分漂移、积分时间常数等的分析,设计了一种测量灵敏度为10-9C的新型电子积分器,并将该电子积分器应用于10-7～10-8C电量微磁通测量系统中。通过实际测量数据证明,该电子积分器可实现对瞬变微磁通信号的高精度测量,测量精度优于1.5%,测量分辨率为0.5%,测量系统稳定性为±5%,达到了国家标准GB/T3657-1983所规定的微磁通测量精度小于2%的设计要求。

微型正交激励磁通门结构设计

利用三维电磁场仿真软件对线-芯结构微型正交激励磁通门进行了仿真分析。研究了不同频率下激励线宽度、铁芯宽度、激励线厚度、铁芯厚度等磁通门结构参数对铁芯饱和情况的影响。以减小激励电流、降低磁通门功耗为目标,讨论了采用线-芯结构的微型正交激励磁通门所应选择的结构尺寸。采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)工艺制备了这种结构尺寸的微型磁通门传感器并对其进行了测试,采用尖脉冲激励时,其可以以1.7 mW的超低功耗得到91.6 V/T的输出灵敏度。

基于磁通门效应的非晶丝弱磁传感器

研制钴基非晶态合金丝制成的环形磁芯三绕组磁场传感器,缩小现有磁场传感器尺寸,提高传感器探头测量灵敏度和输出信噪比。采用旋转水纺法制备淬态非晶丝,经过电流退火工艺处理后作为传感器磁芯材料,利用环形三对称磁通门磁芯结构,有效地减小磁芯材料不均匀造成的测量误差,提高探头的信噪比。通过单片机、信号发生电路、相敏滤波电路等环节的集成构成传感器测试系统,提高传感器的测量精度和稳定度。试验结果表明传感器探头灵敏度达到了设计要求。

基于HSPICE温度对长条形磁通门输出的影响

温度对磁通门的输出性能起着重要的影响。扩展了Jiles-Atherton模型来描述温度对磁通门输出的非线性磁滞特性。借助于HSPICE分析软件,建立仿真模型,在理论层面阐释了温度对长条形磁通门的影响,有别于用实验进行验证的工作。仿真结果很好的反映了温度的线性变化对长条形磁通门输出的非线性变化的影响,与实验吻合得很好,对磁通门的实际应用提供了有益的理论探索。

磁通门铁芯涡流效应磁场计算与HSPICE仿真

在交变磁场下,针对铁磁材料中涡流效应对磁滞回线的影响在传统分析计算中存在的难题,提出一种基于HSPICE的磁通门铁芯涡流磁场计算和仿真方法。磁通门铁芯用考虑磁滞现象的Jiles动态模型描述,运用欧姆定律和毕奥-萨伐尔定律得到涡流产生的寄生磁场,再将寄生磁场与激励磁场叠加代入Jiles动态模型,即得到涡流对磁滞回线影响的数学模型。最后,利用HSPICE进行仿真验证,结果表明:在0.5 Hz、50 Hz、200 Hz和500 Hz 4种不同频率电压源激励下得到的铁芯磁滞回线波形,与实验结果拟合较好。

磁通门技术及其应用

磁通门是测量环境磁场的系统 ,它利用高磁导率、低矫顽力的软磁材料铁芯在激磁作用下 ,感应线圈出现随环境磁场强度而变的偶次谐波分量电势的特征 ,通过高性能的滤波器测量偶次谐波分量。磁通门的典型应用是载体姿势方位的测量 ,实际应用中结构参数校正是十分重要的。

基于球形反馈线圈的三轴磁通门磁强计

在高精度三轴磁通门磁强计的设计中,均匀的反馈磁场有助于提高仪器输出的温度稳定性和线性度,同时也可在一定程度上减小由于磁强计各个分量互扰产生的零点偏移。通过简单的物理模型计算,提出了球形反馈线圈的设计方案,并给出了ansys电磁场仿真结果及反馈线圈内部磁场均匀性测试实验结果。经过测试,在此基础上制作的实验样机的线性度达到0.0038%FS,灵敏度温度系数达到0.0000755%FS/℃,且噪声性能也达到9.0807pT/(Hz)～(1/2)。

数字积分磁通计

介绍高精度智能化数字积分磁通计的硬件组成和软件结构及数字积分的基本原理和实现过程。

磁通门罗盘的设计

介绍以磁通门技术为工作原理的磁通门罗盘的设计方案 ,主要包括磁通门的工作原理、铁芯的热处理工艺。

异步电机重载软起动模糊离散变频控制

针对大中型异步电机重载起动困难、离散变频存在电机自适应控制困难、频段切换时电机波动剧烈、谐波含量较大等问题,提出模糊控制算法计算各频段触发角的高转矩软起动控制策略。在分析等效正弦触发基础上,推导不同频段下触发角计算公式,对电机起动电流差及其差值变化率进行模糊化,得到其在离散论域上的输入变量,在离散论域上定义语言变量反映输入变量,得到模糊变触发角离散变频软起动控制策略。试验及仿真结果表明,该技术能控制电机电流在2~4倍额定值,转矩在2~4倍额定值以上,满足大电机对起动电流要求,应用前景广泛。

基于等效铁芯电感的磁通门HSPICE分析模型

提出了一种基于随电流变化的铁芯电感的磁通门HSPICE(High Simulation Program with IC Emphasis)模型,该磁通门模型铁芯的磁滞回线使用反正切函数来描述,其激励与测量线圈等效为一种随电流变化的电感电路模型。本文给出了全电路元件的磁通门模型的参数及提取方法,此模型可以在任意形状的电压激励波形下仿真,与已有的磁通门模型相比,具有仿真精度高、需要参数少且计算容易和可以方便进行输出信号处理的特点。实验和仿真结果对比表明,双铁芯磁通门HSPICE模型仿真的输入电流和输出电压的幅值分别为146 m A和1.03 V,与实际测试的146.6 m A和1.177 V相比,输入电流有0.6 m A的误差,输出电压有0.147 V的误差。

磁通门技术在检测中的应用

磁通门技术是一种非电量磁测法，它提供了一种在常规检测技术下难于实现的特殊检测途径。文中详细介绍了磁通门技术的基本原理、特点以及在导航、医学及工程检测方面的应用。

航姿系统矢量场传感器校正的双内积法

三轴磁强计与加速度计广泛用于航姿系统中,针对其误差补偿问题,提出一种基于双内积的校正方法。该方法利用了地磁场和重力矢量自身模值守恒,以及二者在旋转轴上投影的不变性。该方法能克服基于椭球拟合的校正方法无法补偿非对准误差的缺陷,实现三轴磁强计及加速度计的完全校正。实验结果表明,该方法能有效改善航姿系统的精度且操作简便。

基于磁集中器的霍尔三轴磁场测量传感器有限元仿真分析

运用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,模拟计算了在80A/m(1 Oe)的磁场中,加入磁集中器后磁场的变化,并讨论了磁集中器的大小、材料磁导率、霍尔元件大小、空间位置等参数对传感器输出参数的影响。计算结果表明,把磁集中器和霍尔元件组合到一起,能够使用传统霍尔元件实现磁场的三维测量,从而可以使其在电子罗盘和地磁导航系统等领域得到广泛的应用。

测定双轴磁传感器正交度的椭圆拟合法

为了解决磁矢量投影法测双轴磁传感器正交度时步骤复杂、耗时费力等问题,提出椭圆拟合法测定双轴磁传感器正交度。利用最小二乘法对磁传感器的输出数据进行椭圆拟合,求出李萨如图形的一般方程,再根据方程所得的参数即可求得李萨如图的几何特征量,从而求得双轴磁传感器的正交角度。实测试验表明:利用椭圆拟合测定双轴磁传感器正交度的方法可在降低操作复杂度和测试设备费用的前提下获得较高的精度。

磁通门探测器的数值计算与仿真

给出了磁通门探测器的数学模型及其数值计算和计算机仿真的方法 ,并通过实例计算和模拟探测器内部各种物理量的波形、量值和相互关系 ,解决了电压源激励和非正弦波激励在传统分析计算中存在的难题 ,最后介绍了第Ⅱ类磁芯的计算要点。