定制化磁场发生线圈系统(亥姆霍兹线圈)

产品简介
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  • 名称:定制化磁场发生线圈系统(亥姆霍兹线圈)

  • 厂商:BARTINGTON
  • 型号:XQ1
  • 简介:根据客户科研和生产使用的需求,提供专业的定制化产品和服务。 线圈系统可以抵消地球磁场,消除地球磁场对工作的干扰,并在此基础上在三轴任意方向产生需要的直流磁场或交流磁场。 具备主动补偿功能,可以主动消除工频干扰及由车辆、地铁等带来的低频瞬变干扰磁场。 通过软件控制可模拟实现不同方向和大小的磁场。 线圈系统的主要框架采用铝材质构成,制作工艺精湛,结构牢固可靠,结实耐用,外观整洁美观,操作简单实用;电气系统均有安全保护措施,具有良好绝缘防火性能,保证人身安全。 线圈系统内部空间可选配合适的无磁支撑台,便于用户安放被测仪器或实验设备。

产品详情

系统组成结构

系统组成结构框图如图所示,主要包括线圈,一个磁通门传感器,一套恒流源组,补偿控制器及上位机。

磁场发生线圈设计

线圈结构根据需要采用2线圈或4线圈结构。

线圈结构示意图

根据线圈边长,仿真得到各轴磁场及对应的相对误差(千分比)如图所示。

线圈磁场仿真结果

补偿控制器设计

干扰补偿设计

波动磁场补偿原理框图如图所示。

波动磁场补偿系统传递函数

根据拉氏变换终值定理,系统的稳态误差为:

从式可以看出,当输入为斜波信号时,有一定跟踪误差,但是通过调节,可以将该误差减至很小。

可采用Bartington公司的CU2闭环模块和Mag612磁通门及相应的补偿线圈构成闭环回路,实现波动干扰补偿。

a)CU2模块

CU2对直流和交流磁场波动具有主动补偿能力,实物如图所示。主要技术指标如下:

直流精度:小于±1%(干扰场大于100uT)

交流干扰场衰减幅度:~33dB@50Hz

正交误差:小于0.1°

CU2实物照片

b)Mag612磁通门

Mag612传感器作为CU2闭环模块的参考磁力计,实物如图所示。

图7 CU2实物照片

主要技术指标如下:

测量范围:±90uT(本方案拟对量程内的磁场进行干扰补偿)

噪声:11~20pTrms/Hz1/2 @1Hz;

频率范围:DC-3kHz;

线性度:<0.0015%FS;

供电和功耗:±12V~±17V,正电源35mA,负电源6mA;

敏感探头尺寸:32mm×32mm×152mm左右。

控制电路设计

控制电路原理示意图如图所示。

控制电路原理示意图

恒流源设计

根据客户项目需求,采用高精度交直流恒流源,或进口高性能电流源。

上位机软件设计

上位机软件由Labview语言编写而成,界面简洁清晰,软件示意如图所示。

除能实现上述磁场产生功能外,还可实时显示参考磁通门探头读取的磁场数据。

如需其他功能,欢迎随时与厂家设计人员进行沟通。

上位机软件界面示意图

根据客户需求,定制线圈的主要参数:

   正交度:

   轴数:

   空间结构及尺寸:

   平行性:

   线圈常数:

   均匀区大小:

   均匀度:

   控制精度:

   其它特别要求:

安装称重底座或支架,校准平台、机柜、电脑、显示器等均可选配

磁通门探头校准

校准手机磁罗盘算法

创建已知磁场环境

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