微重力条件下磁性小球运动调控设计

利用密度匹配和磁悬浮技术相结合模拟微重力环境,运用单片机和光电转换技术实现微重力条件下磁性小球位置调控。首先在空心小球中放置合适比例的永磁铁和铁粉混合物形成磁性小球,放置在盐水混合液中,通过抵消浮力获得微重力环境,实现磁性小球悬浮。利用单片机控制机械滑台带动电磁铁水平运动实现磁性小球水平运动;通过调节直流稳压源电流大小实现磁性小球垂直运动控制。在容器四壁各放置15组激光发射接收对管,通过磁性小球在运动过程中遮挡激光,引起配套的激光接收管电平变化,采用Visual Basic软件编程转化为小球运动的坐标值,实现磁性小球位置的跟踪。通过磁性小球阻碍模块上激光接收管接收对面发射的激光,引起接收管电平的变化,驱动10个LED的亮暗,通过记录小球从上下运动过程中最多暗灯的数目,实现对小球的直径测量。

微重力环境中“气包”运动调控实验设计

利用磁悬浮技术和单片机技术相结合设计了模拟微重力环境的简易装置系统,该系统可实现对液体中"气包"位置的调控、显示跟踪其运动轨迹以及测量其大小等功能,主要包括运动控制、轨迹追踪以及测量分析三大模块。运动控制模块通过单片机控制机械滑台运动,调节电源电流、改变电磁力大小实现对"气包"运动悬浮控制;轨迹追踪模块和测量模块是由容器四壁各放置多个激光接收对管和收发模块构成,通过"气包"在运动过程中遮挡激光,引起配套的激光接收管电平变化,利用光电转换技术转化为"气包"运动的坐标值,从而实现"气包"位置的跟踪和直径的测量。本设计思路新颖,成本低廉,操作简单,为模拟微重力环境简易装置提供了一定实验设计思路。