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.     

智能磁场测量仪的原理和设计

阐述了基于光栅传感器和霍尔传感器以及单片机技术的智能化磁场测量仪的工作原理和设计方法.增加了光栅位移传感器测量位移,利用8032单片机内部功能,结合传感器技术,实现工作电流和励磁电流自动切换.该仪器可实现自动对螺线管内逐点霍尔电压和磁感应强度的实时测量以及清晰显示磁场分布曲线等功能.     

智能型霍尔效应实验仪及无线联网系统

利用低功耗单片机、触摸屏、ADC及无线传输等模块,结合计算机网络技术完成了智能型霍尔效应实验仪的硬件系统设计.使用C语言设计了学生实验数据的教学管理软件,智能型霍尔效应实验仪与上位机之间的数据通信使用无线串口模块.该实验系统不但涵盖了传统的霍尔效应实验项目中全部的实验内容,还实现了实验数据的自动储存、无线传输以及上位机对上传实验数据的管理.     

基于AVR的静压气体轴承性能检测装置控制系统设计

为了实现对静压气体轴承气膜厚度,压力分布和承载能力的自动检测,设计了一种基于单片机的检测装置和控制系统。该系统采用ATmega16L单片机作为平台运动控制和数据处理的核心,结合软件控制步进电机的转向和转速,实现了极坐标定位,并采集承载力,气膜压力和气膜厚度等数据,通过LCD显示和键盘输入,较好地实现了人机交互;同时,装置可以通过RS232与上位机通讯,实现上位机的直接控制。     

一种空间磁场可视化测量系统的设计

为了精确测量并形象展示空间磁场分布,我们设计了一种基于单片机的空间磁场可视化测量系统。该系统由磁场数据采集存储模块、数据传输模块、测量结果显示模块三部分构成。首先由霍尔磁敏传感器测量空间各点的三维磁感应强度分量,然后通过单片机采集、存储空间特定区域内的磁感应强度数据,并通过USB串口导入计算机,最后用计算机显示测量结果并进行数据仿真,模拟空间磁场强度矢量分布图,实现空间磁场的可视化测量及展示功能。实验结果表明,该磁场测量系统的精度为1μT,量程范围为±8 500μT,测量误差为0.62%。这种空间磁场可视化测量系统精度高,量程范围广,能形象展示空间磁场分布,可以辅助大学物理实验教学,也可以应用于复杂多变磁场的测量。     

新型霍尔元件物理特性实验装置的制作

设计并制作了一套新型实验装置,通过线性和开关型霍尔元件特性测试的巧妙组合,得到开关型霍尔元件开关磁感应强度的大小及其磁滞回特性曲线.该实验装置可帮助学生加深对霍尔元件物理特性的认识.     

霍尔元件测螺线管磁场分布实验的改进

现用霍尔元件测螺线管磁场分布实验仪为提供1×10 2T的磁感应强度,采用增大螺线管线圈层数和电流的方法.由于管内温度高,霍尔元件易损,实验数据也不稳定.本文以集成霍尔元件代替锗霍尔元件,可在线圈安匝数较小的条件下,使测量数据稳定、准确,且教学效果很好.     

集成霍尔传感器特性测量与应用实验的改进

对大学物理实验中集成霍尔传感器特性测量与应用实验的进行了改进.提出了用专门的螺线管测量灵敏度,使用2片正交放置的霍尔片测量待测通电螺线管中磁场磁感应强度,并给出了具体的测量步骤和电路设计以及测量结果.     

基于差动电压传感器的杨氏模量实验改进

对传统使用霍尔传感器横梁弯曲法测量的杨氏模量实验进行了改进。针对原实验装置的不足,改用差动电压传感器测微小位移,利用单片机进行数据处理,解决了实验装置繁琐、数据处理复杂等问题,提高了实验的精确度,实现了物理实验装置的一体化和智能化。     

一种金属线胀系数精确测量方案的研究

针对实验室金属线胀系数测量器材存在的精确度低、测量结果不直观等问题,提出了一种智能的金属线胀系数测量方案,方案以单片机STC89C52RC为控制核心,采用霍尔位移式传感器SS495A来对金属杆膨胀时的位移进行测量,温度传感器DS18B20来对金属管内温度进行采集,采用PID算法来控制金属管内温度的恒定,利用上位机软件对采集的数据进行处理,最终直接得出金属线胀系数α。实验证明方案稳定可靠,精确度较高。     

自制霍尔效应演示仪

利用霍尔效应原理制作了霍尔效应演示仪,详细介绍了该演示仪的制作过程,定性地演示了霍尔电压与通电电流和磁感应强度的关系.     

软磁材料磁导率测量实验探索

软磁材料磁滞回线细长,计算精度不高时忽略其磁滞,可定义磁感应强度与磁场强度的比为磁导率。利用霍尔效应实验仪对螺线管加载软磁材料前后一端的磁感应强度进行测量,计算出该端点处的磁场强度即可计算出该种软磁材料的磁导率,实验表明在材料磁饱和后,磁导率迅速降低。     

HIRFL-CSR实验环电子冷却装置磁场测量

 在HIRFL-CSR实验环电子冷却装置上采用了独立的高精度螺线管串联产生纵向磁场的设计,获得很高的冷却段磁场平行度。使用霍尔片测量磁场的分布,使用磁针测磁方法测量冷却段磁场的磁轴偏角,并根据测量及计算结果对单个线圈磁轴进行微调。测量及调试结果表明,在施加电流为额定电流的一半时,冷却段磁感应强度为0.078 T,剩余磁场小于2×10^-4 T,磁场不平行度小于1×10^-4,达到了预期的设计目标。     

基于霍尔效应的土沉降监测方法及装置

针对我国目前土沉降监测的自动化程度及仪器可靠性低、监测数据不及时、测量精度不高等问题,提出了一种新型基于霍尔效应的科学监测方法;这种方法采用多个霍尔器件组成阵列,将沉降磁环分布在土中,土的沉降会带动沉降磁环的跟随沉降,于是便会引起霍尔器件周围磁场强度发生相应的变化;利用霍尔效应监测霍尔器件周围磁场强弱并转化为相应的电信号,采用RS485总线通讯方式将采集到的数据实时上传至实验主机,主机对实验数据进行科学建模处理找到沉降磁环沉降位移与电信号的关系,并设计监测管理平台以实现对土沉降实时在线监测;通过实验验证这种监测方法监测精度高最大误差在0.4 mm、稳定性好,可以对多点实时在线监测,从而实现对土沉降的智能化高精度监测;在设计中可结合当前远程传输控制技术实现数据远程共享,具有更加广泛的应用前景。     

重离子加速器注入器电源控制器的设计

设计了一种应用于兰州重离子加速器注入器的电源控制器,该控制器基于微处理器AT-mega128,结合MAX7000系列的复杂可编程器件和RTL8019AS网关芯片来实现对电源系统的控制,并通过RS-232总线实现与上位机的串口通信。应用结果表明,该控制器具有良好的通用性、灵活性、可远程控制及性能稳定等特点,实现了注入器磁铁电源10-4量级的幅度稳定性,使注入器引出的束流强度、束流品质、束流稳定性和供束效率等得到很大的提高。     

对称测量法在霍尔元件测磁场中的应用

在用霍尔元件测磁场时,一般采用对称测量法以消除各种附加电压的影响,当出现某种附加电压大于霍尔电压这种特殊情况时,该测量方法更为必要．     

Direct observation of condon domains in silver by Hall probes

Using a set of micro Hall probes for the detection of the local induction, the inhomogeneous Condon domain structure has been directly observed at the surface of a pure silver single crystal under strong Landau quantization in magnetic fields up to 10 T. The inhomogeneous induction occurs in the theoretically predicted part of the Condon domain phase diagram. Information about size, shape, and orientation of the domains is obtained by analyzing Hall probes placed along and across the long sample axis and by tilting the sample. On a beryllium surface the induction inhomogeneity is almost absent although the expected induction splitting here is at least 10 times higher than in silver.     

Spin-Hall transport in a two-dimensional electron system with magnetic impurities

The spin Hall transport properties in a two-dimensional electron system with both Rashba spin-orbit coupling (SOC) and magnetic impurities are investigated. Electrons are scattered by impurities through an exchange interaction that leads to spin flip-flop processes and so changes the spin Hall effect induced by the SOC. The spin Hall conductance is calculated in a 4-terminal system using the Landauer-Buttiker formula and Green function approach. In comparison with the simulation results on nonmagnetic impurities doping systems, our results reveal that the spin Hall conductance is still nonzero in a system with a large density of magnetic impurities and a finite intensity of the exchange interaction between the electrons and impurities, and its sign may be altered when the doping density and interaction strength are large enough.     

用霍尔元件测微小位移

利用霍尔元件的磁电阻效应与磁感应强度的平方成正比这一关系，通过改变磁铁与霍尔元件的距离引起霍尔元件的电阻改变，再把这一电阻信号转换为电压信号，测量电压信号从而得到与之对应的位移量。     

内爆圆柱套筒磁通量压缩的磁流体力学计算

在一维反应流体动力学程序SSS的基础上扩充编制一维磁流体力学计算编码SSS/MHD,并对炸药内爆驱动的圆柱形套筒磁通量聚积发生器(MC-1装置)进行了一维磁流体力学模拟计算。分析了空腔磁场向压缩套筒和样品套筒壁中的磁扩散现象,结果表明,在压缩套筒壁中距离空腔0.2mm处的磁感应强度最大值只有十几T;而在样品套筒壁中距离空腔0.2mm处的磁感应强度最大值达到几百T,这主要是内外套筒运动速度不同,电磁力与内爆作用力平衡引起的。计算了空腔中磁感应强度的变化曲线和样品套筒内壁的速度历程曲线,得到与实验测试符合的结果。