亥姆霍兹线圈磁场分布及其测量

采用美国PASCO公司生产的＂科学工作室＂物理实验系统重新设计了亥姆雷兹线圈磁场实验,以定量分析的实验形式,弥补了传统方法测量亥姆霍兹线圈磁场的不足,同时也体现了PASCO科学工作室在实验数据采集方面具有传统方法不可比拟的优点。     

利用亥姆霍兹线圈测量真空磁导率

采用FD-HM-Ⅰ型亥姆霍兹线圈,利用高灵敏度毫特斯拉计,探测亥姆霍兹线圈公共轴线中点的磁感应强度.通过改变亥姆霍兹线圈中电流的正、反方向,消除了地磁场影响,从而精确测定了真空磁导率.     

亥姆霍兹线圈磁场的均匀性分析

引入磁场均匀度的概念，对亥姆霍兹线圈磁场的均匀性进行了定量分析，并通过计算机模拟，得出了同一精度下，形成亥姆霍兹线圈均匀磁场的最佳条件．     

2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法

在波荡器和扭摆器的研制过程中,为提高磁块的测量效率和精度,提出了2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法。通过理论推导得到仅采用2维全自动旋转而不需要3维旋转就可以实现磁块的全自动测量,降低了磁块全自动测量的实现难度。根据该方法的理论,已成功研制出一台2维全自动亥姆霍兹线圈测量装备,并在上海光源的磁块测量中使用。系统地给出2维全自动亥姆霍兹线圈磁块的测量理论和方法,并对测量误差进行了分析,该系统实现了磁块剩磁测量的高效率、高精度和高重复性,可以在30 s内完成单磁块的测量,重复性和精度均好于510-4。     

基于电磁感应法测量亥姆霍兹线圈磁场的改进

本文在电磁感应法的基础上,通过与亥姆霍兹线圈串联使电容达到谐振的改进方法,测量了不同电容参数下的亥姆霍兹线圈磁场分布,并利用Origin软件拟合分析了亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系.实验结果表明,基于电磁感应的改进方法测得的亥姆霍兹线圈磁场精确度在一定程度上均大于传统电磁感应法的测量结果,3种电容选择中,串联电容为0.099×10^-6F时,精确度最高,拟合的亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系式与理论状态下的公式基本吻合.改进方法的实验效果明显,精确度高,科学可行,是一种值得推广的测量亥姆霍兹线圈磁场的改进方法.     

亥姆霍兹线圈磁场的探究

定量计算了亥姆霍兹线圈空间磁场的分布,并用Mathmatic进行空间模拟,形象地描述了亥姆霍兹线圈的空间磁场分布,同时就其均匀性与三线圈和载荷旋转圆盘的磁场进行了对比讨论.     

2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法

在波荡器和扭摆器的研制过程中,为提高磁块的测量效率和精度,提出了2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法。通过理论推导得到仅采用2维全自动旋转而不需要3维旋转就可以实现磁块的全自动测量,降低了磁块全自动测量的实现难度。根据该方法的理论,已成功研制出一台2维全自动亥姆霍兹线圈测量装备,并在上海光源的磁块测量中使用。系统地给出2维全自动亥姆霍兹线圈磁块的测量理论和方法,并对测量误差进行了分析,该系统实现了磁块剩磁测量的高效率、高精度和高重复性,可以在30 s内完成单磁块的测量,重复性和精度均好于510-4。     

自制亥姆霍兹线圈的设计与应用研究

电磁学是高中物理教学的重点和难点,有效地开展实验教学是解决难点的重要手段. 电磁学演示实验 中经常需要磁场,而常规的实验器材因为提供的磁场范围小、不均匀,影响了演示效果. 自制可旋转亥姆霍兹线圈, 结合教学进行应用研究,是提高这类实验演示效果的一个途径     

基于LabVIEW的亥姆霍兹线圈磁场自动测量系统

用LabVIEW软件、霍尔传感器、步进电机、继电器、单片机采集系统,构建了亥姆霍兹线圈磁场的自动测量系统.以PC作为上位机,LabVIEW程序控制PC与单片机通信,单片机接收到指令,控制步进电机工作,带动霍尔传感器,传感器采集信号送到单片机,再送到上位机,用LabVIEW进行数据处理和显示,从而实现了亥姆零兹线圈磁场的自动测量.     

亥姆霍兹线圈磁场的均匀性分析及误差估算

分析了亥姆霍兹线圈中心区域轴向磁场的分布,给出估计线圈磁场均匀区的计算方法,得到均匀区分布曲线图.     

亥姆霍兹线圈轴线磁场计算机测量实验研究

亥姆霍兹线圈产生的磁场具有广泛的物理应用。利用霍尔传感器件,研究制作了具有USB2．0数据通讯接口的高速磁场数据测量装置,编写了磁场数据采集处理程序,设计了中心距可调的亥姆霍兹线圈并用所研制的仪器进行了轴向磁场分布测量。结果表明：该实验装置测量精度高,实时性好,实验手段先进,可扩展为多个设计性物理实验。     

65T脉冲强磁体设计与实验研究

研制并实验测试一台65T脉冲强磁场磁体。磁体线圈采用14层纯铜导线与Zylon纤维交替缠绕而成,内绕组采用分布式加固技术,实现应力分布的优化,外层由不锈钢套筒与碳纤维加固。内外绕组分别采用两种不同横截面导线平衡能量分布,实现内外绕组温度分布相对均匀,避免局部过热。磁体孔径为12mm,高为120mm,通过1MJ/3.2mF/25kV高储能密度电容器供电,在20.6kV电压时,获得了磁感应强度为65T、持续时间为20ms的脉冲磁场。     

65 T脉冲强磁体设计与实验研究

研制并实验测试一台65 T脉冲强磁场磁体。磁体线圈采用14层纯铜导线与Zylon纤维交替缠绕而成,内绕组采用分布式加固技术,实现应力分布的优化,外层由不锈钢套筒与碳纤维加固。内外绕组分别采用两种不同横截面导线平衡能量分布,实现内外绕组温度分布相对均匀,避免局部过热。磁体孔径为12 mm,高为120 mm,通过1 MJ/3.2 mF/25 kV高储能密度电容器供电,在20.6 kV电压时,获得了磁感应强度为65 T、持续时间为20 ms的脉冲磁场。     

几组特殊形状永磁体的磁场及梯度COMSOL分析

利用COMSOL"静磁场,无电流"的应用模式给出了相对放置的永磁条、具有磁回路结构的磁轭磁极、环形磁体的磁场分布图,并分析了这3组磁体的磁场和梯度情况,更关注于均匀磁场和恒梯度磁场的分布情况。     

匀强磁场对刚性载流线圈磁力矩公式的一般推导

利用矢量代数和矢量场论的有关结果严谨地推证了匀强磁场中载流线圈所受合磁力矩表达式。     

磁场对载流线圈的作用

根据力系简化原理,载流线圈在磁场中所受之作用可归结为作用在简化中心的合磁力与对简化中心的合磁力矩,本文推证了合磁力和合磁力矩的计算公式。     

永磁体外部磁场的不均匀性研究

从永磁体的分子电流观点、退磁场、工艺等出发, 以矩形永磁体为例, 从理论上分析了影响永磁体外部磁场不均匀性的各种因素.研究结果表明, 永磁体外部磁场宏观不均匀性(好场区均匀度和面积相对大小) 和空间距离及永磁体的外形设计密切相关. 退磁场对永磁体外部磁场微观不均匀性有着复杂影响. 永磁体工艺如粉末颗粒、取向度、烧结凝固、机械加工等将影响永磁体外部磁场的不均匀性, 如磁化偏角、对称性、光滑性等. 关键词： 永磁体 外部磁场 不均匀性 退磁场     

中国散裂中子源旋转线圈测量系统研制

中国散裂中子源(CSNS)加速器主要由一台直线加速器、一台快循环加速器以及低能、高能输运线组成。针对CSNS加速器部分直流磁铁研制了一套旋转线圈测量系统。对系统的研制方案、功能、精度、完成的磁铁类型以及部分测量结果进行介绍。该系统解决了CSNS批量磁铁之间的不同中心高度、质量、有效长度、磁场强度的兼容性难题。经过测试运行,积分场测量重复性误差好于±0.02%,空间谐波重复性误差好于0.005%,磁中心测量重复性误差好于±0.03 mm,顺利完成了中国散裂中子源工程150台多种类型磁铁的检测任务。     

磁场可调永磁离子源

研制了一台磁场可调微波离子源, 在离子源放电室处需要的磁场由一组永久磁铁产生, 永久磁铁外部安装了铁磁回路, 铁磁回路的结构可以很容易的手动调整, 通过调整铁磁回路的结构, 可以在放电室产生要求的磁场. 在调试过程中, 也可以调整铁磁回路以改变离子源内部磁场结构, 有利于获得最佳放电条件. 该源在测试中, 从3mm直径的引出孔引出了17mA的离子束.     

超高速碰撞产生弱磁场线圈测量系统

为了测量超高速碰撞过程中产生瞬态弱磁场的磁感应强度,设计了弱磁场测量的线圈系统。阐述了线圈的设计、线圈等效电路的分析、运算放大器的选择及其功能。理论上探讨了自积分电阻对测量频率的影响。通过超高速碰撞实验得到了产生的弱磁场信号,实验记录的测量信号光滑,表明该测量系统具有较好的抗干扰性能。该测量系统的建立将为超高速碰撞产生等离子体的性能研究提供新的手段。