对霍尔效应测量磁场实验的方法改进

针对大学物理实验中"霍尔效应法测量磁场"项目只能测长直螺线管轴线上的磁场分布的不足,提出一种改进方法,测量任一未知磁场在二维空间中的分布,进而可扩展到测量三维空间磁场的分布。经改进后的实验可使学生深刻理解霍尔效应测磁场的原理及磁场的性质,并可作为设计性实验项目在大学物理实验课中开出,培养学生的创新意识。     

应用布朗弛豫磁纳米的肿瘤热疗温度测量方法

提出了一种在中高频交流叠加直流磁场的作用下利用磁流体布朗弛豫时间进行温度测量的方法.通过测量交流磁化率得到磁流体的布朗弛豫时间,根据在交直流磁场(交流频率为5~10kHz,磁场为6×10~(-4)T,直流激励磁场为7.5×10~(-4)~30.0×10~(-5) T下布朗弛豫时间与温度的关系模型获得温度信息.构建了交流磁化率的测量系统来获取弛豫时间并用实验实现了温度测量方法,测量的温度误差小于0.15K.该方法可以实现磁纳米粒子在中高频交流激励磁场下的非侵入式的温度测量.     

基于C8051F340的亥姆霍兹线圈磁场测定仪的设计

利用霍尔传感器件,自带USB2.0以及10位快速A/D的高性能单片机C8051F340,研制了单芯片(SOC)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。     

基于三分量磁通门的消磁装置定向仪研制

本文针对在船舶消磁过程中消磁线圈电流定向困难的原因,研究了一种三分量磁通门消磁装置定向仪。该装置设计基于磁通门传感器测量技术,采用了安匝磁场计算方法和磁场叠加原理。该定向仪经实验测试,仪器磁场测量准确,能快捷、有效地测量出供给一定电流的消磁线圈磁场及其连接匝数和效率,性能优良。     

基于四元数的MARG传感器姿态测量算法

陀螺仪的漂移、载体的线性加速度和周围局部磁场的干扰是制约MARG传感器姿态测量精度的主要问题,传统的方法利用滤波算法和零速修正技术来减小姿态测量误差。该文基于已有的惯性测量单元,设计了一个基于四元数的扩展Kalman滤波器,通过建立MARG传感器模型,引入传感器偏差补偿和自适应的测量噪声协方差矩阵构造方法来提高姿态测量精度,减小载体线性加速度和周围局部磁场的干扰,实现三自由度的姿态测量。基于惯性测量单元(IMU)的实验结果表明了本文所提算法能显著提高姿态测量精度。     

一种利用霍尔效应测量螺线磁场的新方法

给出了一种利用霍尔效应测量螺线管磁场的新方法：用数字电压表取代电位差计等诸多仪器测量霍尔电热差，进而计算出通电长直螺线管内轴向磁场的分布，实验证明，该方法测量精度高、稳定性好，克服了以往测量方法的缺点，极大地提高了实验精度和实验效率。     

舰船平面磁场的边界矢量积分延拓方法

根据矢量格林恒等式,得到了大平面边界上各点磁场的矢量积分关系,进而找到了大平面内测量磁场和未知磁场的积分关系,通过边界剖分离散化形成线性方程组,求解得到未知磁场,达到磁场延拓的目的.延拓得到的大平面磁场能够提高远场磁场的计算精度.实验算例证明了该延拓方法的有效性,表明利用该方法能够较准确地由小范围测量磁场延拓得到大平面...     

实验室磁场传感器感应方向的标定

通过PACSO磁场传感器能够测量各种物体的磁场的大小和分布。在测量物体前要明确磁场传感器的使用方法和原理,该磁场传感器可感应两个标定方向的磁场,为检验所标定的方向是否与实际相符,通过PASCO平台所记录的数据和图像,利用已知磁场方向的条形磁铁,进行对该磁场传感器感应方向的检验和标定的实验,研究发现该磁场传感器感应方向的标定:垂直轴向向左的方向为正向,平行轴向向里为正向;并与条形磁铁周围的磁场分布情况相互验证。     

舰船磁场测量中坏点磁场的等效源预测方法

针对消磁站部分测磁探头损坏形成坏点而影响舰船磁场准确测量的问题,提出了以磁偶极子阵列为等效源的坏点磁场预测方法.该方法通过提取正常测量点的磁场信息,建立了基于磁偶极子阵列的舰船等效磁模型,利用PSO(微粒群优化)算法求解出模型参数,由此推算出其他测量点的磁场值,实现了坏点磁场的预测.船模实验研究结果表明:该方法可以准确预测坏点磁场,并且具有较好的稳定性,能满足实际工程的应用要求,坏点分布特性和舰船磁场变化特征均对预测精度有一定的影响.     

磁阻尼器的研制及其在动导数实验中的应用

磁阻尼器由均匀空间磁场和正弦波电流发生器组成.通过磁阻尼器在动导数实验中的应用,将测量求出的阻尼与施加的已知阻尼相比较就可确定该套测量系统的可行性.磁阻尼器的研制,实现了在风洞外对动导数测量装置的模拟加载调试,大大降低了风洞的占用时间.     

MFA用旋转磁场的设计

本文围绕非晶态金属薄膜进行磁场热处理(MFA)时,所用旋转磁场的设计问题,对旋转场的各向同性与极面形状的关系,以及具有大工作气隙的交流磁路的设计方法作了初步探讨,并据此作了模拟实验。证明了只要极面选取以x-y平面为对称面,以 z 轴为旋转对称轴的对称形,且将励磁线圈以适当方式连接,则可在中心区域产生转速为3000rpm 的均匀圆偏振场,其强度设计采用求磁场和磁路计算相结合的方法也是可行的。该装置可直接利用市用三相电产生各向同性的磁场。它与机械转动装置配合可在较大的转速范围内对样品进行处理。文中通过分析也指出该装置难以产生很强的磁场。     

接地网故障诊断的磁场逆问题求解方法

变电站接地网是变电站安全运行的保障,接地网出现故障会严重威胁站内人员和设备的安全。笔者提出了基于磁场逆问题的接地网诊断方法,通过向接地网两根上引导体注入和抽出低频电流,在接地网地表产生磁场,从而建立磁场逆问题方程,采用正则化方法对逆问题的病态性进行处理,采用牛顿迭代法对逆问题进行求解,得出接地网各个回路的电流分布,进而分析其电阻变化,判断接地网的腐蚀状态。以一个4×4接地网为例,建立了其磁场逆问题方程,利用正则化的方法对逆问题进行求解,将计算结果与正问题结果相比,误差控制在3%以内,验证了所提出逆问题的求解方法。讨论了测量点数量的选择,指出测量点数量选取为网孔数的40%即可较好地近似真实磁场分布。     

Hidden magnetism and quantum criticality in the heavy fermion superconductor CeRhIn5

With only a few exceptions that are well understood, conventional superconductivity does not coexist with long-range magnetic order (for example, ref. 1). Unconventional superconductivity, on the other hand, develops near a phase boundary separating magnetically ordered and magnetically disordered phases. A maximum in the superconducting transition temperature T(c) develops where this boundary extrapolates to zero Kelvin, suggesting that fluctuations associated with this magnetic quantum-critical point are essential for unconventional superconductivity. Invariably, though, unconventional superconductivity masks the magnetic phase boundary when T < T(c), preventing proof of a magnetic quantum-critical point. Here we report specific-heat measurements of the pressure-tuned unconventional superconductor CeRhIn5 in which we find a line of quantum-phase transitions induced inside the superconducting state by an applied magnetic field. This quantum-critical line separates a phase of coexisting antiferromagnetism and superconductivity from a purely unconventional superconducting phase, and terminates at a quantum tetracritical point where the magnetic field completely suppresses superconductivity. The T --> 0 K magnetic field-pressure phase diagram of CeRhIn5 is well described with a theoretical model developed to explain field-induced magnetism in the high-T(c) copper oxides, but in which a clear delineation of quantum-phase boundaries has not been possible. These experiments establish a common relationship among hidden magnetism, quantum criticality and unconventional superconductivity in copper oxides and heavy-electron systems such as CeRhIn5.     

任意形状面电流磁场的半解析算法

面电流磁场的准确计算与精密电子设备的设计制造密切相关.相同宽度的任意形状面电流的磁场可采用半解析法计算:将面电流源分解为梯形面电流元和曲线面电流元,再将曲线面电流元用多个梯形面电流元进行拟合;计算梯形电流元的解析解或一重积分;利用矢量和公式将梯形面电流元和曲线面电流元的磁场合成为面电流的磁场.计算中存在如下奇异点,梯形电流元退化为直角梯形电流元或矩形电流元,场点位于梯形电流元的内部,场点位于梯形电流元的上下底边,且出现在梯形内部最大矩形的四个端点处.这些奇异点均可通过数学变换消除.     

基于labview的磁场数据采集和储存系统

研究了一种应用于弱磁探测仪器的可视化磁场数据采集系统．该系统可以采集磁通门或原子磁强计等弱磁探头的磁场信号数据，可以实现数据处理和可视化显示，数据可以任意储存和调取，方便以后的数据处理和分析．     

连铸电磁旋流水口流体流动和夹杂物行为

采用数值模拟方法对连铸电磁旋流水口内流体流动和夹杂物碰撞长大行为进行了研究.数值结果表明电磁旋流水口出口处流体流动扩张角与低熔点合金实验值相符.旋转磁场对浸入式水口内壁夹杂物沉积行为存在两个相反的作用：一方面旋转磁场作用加强了水口壁面处钢液的湍流流动,加速了夹杂物在水口内壁的沉积吸附速率;另一方面水口内壁附近夹杂物在旋转磁场产生的旋流作用下易被携带至水口中心,削弱了水口内壁对夹杂物的黏附.在上述两方面因素作用下,钢液区存在一个最佳磁感应强度可使水口内壁夹杂物沉积速率降至最低,从而减轻水口结瘤现象.     

梯度磁场水处理防垢效果研究

首次采用梯度磁场来研究热工供水系统和冷却循环系统管道的磁化防垢效果,采用对比试验,He-Ne激光作光源,用消光法定量测量,Ca^2 Mg^2 水系通过均匀磁场磁化后平均消光9.52%,梯度磁场磁化后平均消光达到5.17%,明显优于前者,而未磁化时的平均消光只为15.68%。     

长脉冲直线变压器驱动源磁芯输运效率研究

功率源的模块化是高功率电磁发射平台研究的一个重要发展方向,文章针对长脉冲功率源的模块化进行了分析,并对快脉冲直线变压器驱动源磁芯感应磁场的扰动进行了探讨,同时通过其激磁电流的求解对磁芯电流输运效率进行了理论计算,最后结合研究需要对快脉冲直线变压器驱动源的电压输运效率进行了实验,实验结果与理论计算基本一致,从而为模块化长脉冲功率源的研究打下了基础。     

用互易法求磁偶极子的磁场

确定磁偶极子的磁场由于要用到较繁琐的数学方法 ,因而一般只讨论其轴线上的磁场。本文用互易定理 ,给出一种确定磁偶极子空间任意点的磁场的方法。作为特例 ,解出磁偶极子中垂面远处的磁场。     

靶向振荡磁场发生器的研制

针对药物靶向治疗中难以产生足够磁场强度和梯度的交流脉冲磁场问题,提出了采用双极性脉冲电流产生靶向引导磁场的新思路,研制了一种适用于磁性药物聚焦和控制药物释放的靶向振荡磁场发生器,其主电路拓扑利用负载能量回馈,减少电路损耗,提高电流幅值和电流脉冲陡度,从而提高磁场强度和磁场强度变化率。该装置输出频率0.125~32 Hz,磁感应强度达1.3 T,正弦磁场、单极性和双极性脉冲磁场的磁性微粒聚焦效果和振荡效果的对比实验,证明双极性陡脉冲强磁场更适用于靶向治疗。双极性脉冲强磁场中磁性微粒聚集速度快,聚焦效果好,振荡现象明显。