考虑测量线圈尺寸时磁强计探头灵敏度的计算

磁通阀磁强计灵敏度的计算方法,过去已有广泛的研究,测量线圈几何尺寸对于灵敏度的影响,Scouten 在文献[1]中对单磁芯探头曾有推导,对环形磁芯只有估算。本文进一步推导出对测量线圈尺寸有关的双磁芯、口形磁芯和环形磁芯灵敏度的计算公式,并用实验数据验证公式的准确性。     

关于环形磁芯磁强计与负载匹配问题

关于两次谐波磁强计的设计和计算问题,过去发表的文献中所讨论的[1],多在测量线圈处于空载情况下。但在实际运行中,测量线圈本身有电阻、电感和分布电容,有时为了提高灵敏度和稳定性,在测量线圈两端还并联一个电容,与它连接的电子电路,还有输入阻抗,因此测量线圈的负载,实际上是一个RLC复合阻抗。这个负载必须与测量线圈很好的匹配,才能使探头有最大输出功率,并在灵敏度高、稳定性好的情况下运行。本文应用两次谐波磁放大器的负载匹配原理[2],推导了环形磁芯探头在负载时的等值电路和灵敏度的计算公式,说明了负载性质对于运行的影响,并确定了稳定运行的区域。最后,对环形磁芯探头的设计和制造方面,提出了一些初步看法。     

用转矩法测量磁膜的磁滞回线

一磁膜的厚度一般都是在10■到10~3■的数量级范围内,由于它的磁性很弱,因此一般的冲击法不能测量磁膜的磁性。 Howey(1929)曾经指出,用无定向磁强计可以测量极薄样品的磁性。但是我们的经验表明,这个方法不能用到磁膜磁性的测量。原因是相对子微弱的磁膜磁矩来说,磁化线圈的磁矩太大,以致于把这个线圈磁矩在磁强计的磁针空间产生的磁埸稳定地补偿到它此磁膜磁矩的磁埸小得多的程度是非常困难的。     

铁氧体材料的磁滞损耗特性

对偏转磁芯所用的铁氧体材料的磁滞损耗特性进行了分析，介绍了磁滞回线测量的方法原理，由测试结果可计算出磁滞回线面积。得出磁滞损耗功率与频率、磁通密度及温度的经验公式。对磁滞回线中涡流的影响进行了讨论，指出目前应用的偏转频率下，在磁芯损耗中磁滞损耗占主要部分。     

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。     

罐形磁芯法测量软磁薄膜复数磁导率的研究

介绍了罐形磁芯法测量软磁薄膜材料磁导率的磁路结构原理,根据磁路磁通分布,给出了计算的等效磁路;推导了复数磁导率的计算表达式;利用罐形磁芯法在阻抗分析仪上测量了几种软磁薄膜样品的复数磁导率,并与冲击法的实验结果做了比较,获得了较为一致的结果。     

磁通按指数函数规律变化时铁芯的涡流损耗

本文从理论上分析铁芯磁通随时间按指数函数规律变化而引起的涡流损耗,导出计算涡流损耗的公式,并讨论激磁电流的大小及其变化速率对涡流损耗的影响.     

微机电系统二维线圈的能量接收性能

基于空间两线圈互感及铁磁芯线圈自感的计算方法,对微机电系统能量接收线圈二维正交绕组的接收性能进行了研究,分析了改变接收线圈位置和夹角以及有铁磁芯和无铁磁芯情况对系统耦合系数的影响.通过仿真和实验对理论分析进行验证,发现:二维正交绕组在不同的姿态下均可以得到较好的互补效果,能够防止传输效率过低;铁磁芯可显著增强系统的耦合性能.根据系统微型化的要求,选用合适的电子元器件,对后续整流电路进行了设计,研制了微型整流电路.利用自行设计的微机电系统进行的实验表明,文中设计的二维无线能量传输系统的效率及稳定性可以满足实际需求.     

电磁流量计励磁线圈优化

从励磁线圈作用场的权重函数出发,按照磁通密度沿中轴线分布的均匀度、沿测量管轴方向分布的均匀度和整个空间分布的均匀度3个指标,确定最佳的励磁线圈形状。在用料以及励磁条件相同的情况下,对不同形状励磁线圈产生的感应电动势与被测液体的流速以及管道中液面高度的关系进行仿真分析。研究结果表明:圆形贴管壁的线圈励磁磁场均匀度最佳。实际应用中,要根据被测液体在管道中液面高度的状态选择最佳的励磁线圈形状。     

磁场测量中的逆问题及其逆变换公式

分析了弱磁场测量中一些逆问题的特征；用矩阵方法给出了磁偶极子的空间磁场公式，并推导出它的相应逆变换公式，即用空间磁场表示的磁偶极矩公式．对逆变换公式在磁性物体定位、等效磁矩测量等方面的应用作了简要的讨论     

饱和电抗器脉冲磁化特性测量分析

高压直流输电换流阀用饱和电抗器的磁芯工作于脉冲磁化工况,其分析和设计需要获得脉冲励磁下的磁特性参数.借助磁脉冲压缩法思路,利用二阶振荡电路测量其脉冲磁化特性参数,得到了脉冲激励下的初始磁化曲线和磁滞回线.利用测量结果计算其等效电感、饱和时间及磁芯在一个周期内的耗能,分析磁化速率对磁芯耗能的影响.     

变频空调中功率因数校正电感的设计

介绍了功率因数校正(PFC)电路在变频空调中的应用、优越性和一种输入功率为3.3 kW的变频空调PFC模块的工作原理,对非晶磁性PFC电感的设计进行了详细分析,主要包括:临界电感值的计算、磁性材料的选择及磁芯规格的确定等.试验结果表明,铁基非晶磁性材料具有饱和磁通密度高、温度稳定性好的特点,所设计的基于非晶磁性材料的电感能够满足变频空调要求.     

双向激磁的Buck电路

针对单向激磁的Buck电路磁芯得不到充分利用的问题,提出一种采用双向激磁方式增加Buck电路磁芯中磁感应强度动态变化范围的方法,讨论了驱动信号交替方法电路的电压增益、占空比和电感临界值的计算公式,开关频率3.3 kHz的试验结果为激磁电流由0.33 A降到0.11 A.     

0.1nT分辨力便携式磁通门磁强计的设计

本文利用δ函数的性质,阐述了磁通门磁强计的基本原理,介绍了一种高分辨力便携式磁强计的特点,测量电路及主要的技术性能。     

微机电系统二维线圈能量接收性能的研究

介绍了空间两线圈互感及铁磁芯线圈自感的计算，以此为基础对微机电系统能量接收线圈二维正交绕组的接收性能进行了研究。分析了改变次级线圈位置和夹角，以及有铁磁芯和无铁磁芯情况对系统耦合系数的影响。通过仿真和实验验证了理论分析的结论：二维次级线圈在不同的姿态下均可以得到较好的互补效果，防止传输效率过低。结果还表明：铁磁芯可显著增强系统的耦合性能。然后，根据系统微型化的要求选用合适的电子元器件，对后续整流电路进行了设计，研制了微型整流电路。利用自行设计微机电系统进行的实验表明：本文设计的二维无线能量传输系统的效率及稳定性可以满足实际需求。     

松耦合旋转变压器电感的参数化分析与设计

由于松耦合旋转变压器存在较大气隙,其电感量难以计算,为了省去计算机建模和仿真的步骤,缩短设计时间,针对壶型磁芯和邻近型线圈组成的松耦合旋转变压器建立磁阻模型,根据其大气隙的特点,采用磁阻分析的方法得到其等效电路模型.再以磁芯和线圈的尺寸为参数,分析、推导得出松耦合旋转变压器励磁电感和漏感的计算公式,并根据设计参数间的关联,给出了一个设计流程图.最后通过计算、仿真和实验三者对比分析,验证了励磁电感和漏电感公式的正确性.     

用镜像法计算再生磁头线圈中的输出电压

本文用镜像法分析再生过程中,从施加在记录磁介质上的记录磁化强度析出的磁通和耦合到再生磁头的磁通,根据两种回路磁阻不同的影响计算出交链于再生磁头线圈中的磁通.由此可求得,当具有模拟信号的记录磁介质进入再生磁头的前部空间时所产生的再生电压.计算结果表明,再生电压的幅值中包含着许多重要的记录损失参数.     

微型胃肠道机器人钳位机构和无线能量接收线圈的优化

采用阿基米德螺旋线腿式钳位机构,以保证微型胃肠道机器人具有足够大的扩张力以及相对平缓的径向扩张速度;设计了减速比为489的减速器,以保证钳位机构具有较大的输出转矩;通过无线能量接收线圈的优化实验,研究了一维接收线圈几何尺寸对能量接收效率的影响.结果表明,在相同空间,即考虑磁芯和绕线的总外径相等的条件下,磁芯厚度越大,线圈的能量接收效率越高.     

双向激磁的Buck电路

针对单向激磁的Buck电路磁芯得不到充分利用的问题，提出一种采用双向激磁方式增加Buck电路磁芯中磁感应强度动态变化范围的方法，讨论了驱动信号交替方法电路的电压增益、占空比和电感临界值的计算公式，开关频率3．3kHz的试验结果为激磁电流由0．33A降到0．11A。     

肠道微型仿尺蠖式机器人机载供能线圈优化

采用无线电能传输技术供能的微型仿尺蠖式机器人在肠道疾病微创诊疗方面具有重要的应用价值,其机载供能线圈由圆环形磁芯和缠绕于磁芯上的圆环形绕组构成.本文提出一种机载供能线圈快速设计优化方法.首先,通过对绕组中各匝绕线进行几何建模,测定磁芯磁导率分布,分析金属零件涡流效应对供能线圈参数影响,建立了供能线圈的集成环境模型.然后,结合电磁理论,计算了供能线圈在集成环境中的互感和等效串联电阻.最后,以最大化供能线圈输出功率为目标,在温升安全性要求和机器人内部空间约束下,对绕组的轴向位置、层数、匝数和线径进行优化,获得了各设计参数选取的一般性结论.采用优化设计参数的绕组尺寸仅为?(12.0～12.4) mm×9.9 mm,当其位于磁芯轴向中心位置时,输出功率高达1 478.3 mW.