Система генерации магнитного поля с нулевым магнитным экранированием DXGE-30T

Мы можем индивидуально разработать и спроектировать для вас среду с нулевым полем большего размера в соответствии с потребностями пользователей, чтобы вы могли выполнять свои немагнитные экспериментальные проекты в достаточно большой среде с нулевым полем. В дополнение к стандартным сплавам Pyrex, мы также можем производить различные типы аморфных магнитомягких материалов и нанокристаллических магнитомягких материалов. Образцы могут быть добавлены в нулевой магнитный резонатор для тестирования или могут быть добавлены катушки для создания определенного магнитного поля для проверки физических эффектов тестируемого объекта.

Система генерации магнитного поля с нулевым магнитным экранированием решает проблему, заключающуюся в том, что трехмерная геомагнитная компенсационная катушка Helm не может экранировать колебания геомагнетизма в реальном времени, когда геомагнитное поле экранировано, так что эффект экранирования магнитного поля может достигать более высокого уровня (менее 1 НТ). Он оснащен высокоточным флюсовым затвором. В случае высокоточного линейного источника питания и трехмерных катушек Гельмгольца одинакового диаметра он может достигать магнитного поля в диапазоне (0-100000nT). Трехкомпонентная генерация магнитного поля X, Y и Z может быть выполнена с точностью до 1 нТл, и шаг настройки также может быть выполнен с точностью до 1 нТл, что делает производство продукции и эксперименты во многих областях, таких как научные исследования, военная промышленность и медицинское лечение, чрезвычайно значимыми и широко используемыми.

Состав системы

Устройство для генерирования магнитного потока состоит из группы трехмерных катушек и трех соответствующих источников питания. Одна группа трехмерных катушек используется для создания однородного магнитного поля, необходимого для эксперимента. Трехмерные катушки оснащены тремя источниками питания для управления трехмерными катушками соответственно.Каждое измерение имеет набор катушек, которые используются для создания однородного магнитного поля. Высокоточный импортный датчик fluxgate помещается в центр в качестве теста обратной связи для регулировки магнитного поля, и сигнал обратной связи регулируется верхним компьютером для регулировки значения выходного тока высокоточного электрического источника, чтобы достичь точного экранирования геомагнетизма и генерировать требуемое магнитное поле. Устройство для измерения магнитного поля включает в себя измеритель флюксгейта CH-330F и датчик флюксгейта, который в основном используется для измерения величины магнитного поля в однородном магнитном поле в центре катушки и обратной связи с магнитным полем в режиме реального времени.

Устройство для измерения магнитного поля

Программное обеспечение верхнего уровня работает на ПК и состоит из управляющей части и части сбора данных. Он в основном используется для управления током источника питания в соответствии с собранным значением магнитного поля в реальном времени и внешним сигналом, посылаемым управляющим компьютером. Приводная катушка генерирует магнитное поле заданной величины. Экспериментальный стол используется для размещения компьютера, оснащенного программным обеспечением для управления верхним компьютером; измеритель fluxgate и 3 источника питания размещены в шкафу; датчик флюксгейта опирается на кронштейн и помещается в центре катушки в зоне однородного магнитного поля. Катушка Гельмгольца - это катушка, образованная путем соединения двух катушек с точно таким же радиусом и количеством витков, расположения их соосно и обеспечения расстояния, равного радиусу. Он может генерировать чрезвычайно слабые магнитные поля до сотен гигагерц, которые можно использовать для смещения и компенсации магнитного поля Земли, а также для определения характеристик постоянных магнитов. Источник питания в основном используется для подачи питания на катушку и приведения катушки в действие для создания магнитного поля. Высокоточный измеритель потока CH-330F, цветное 6-битное разрешение VGA; диапазон 0- 1000000nT; усилие деления 0,1нТ; интерфейс RS-232 и USB, трехсторонний аналоговый BNC интерфейс вывода сигнала с набором программного обеспечения для передачи данных fluxgate и рисования. Программное обеспечение для управления верхним компьютером состоит из контрольной части и части сбора данных. Блок сбора данных отвечает за считывание текущего значения измерения магнитного поля измерителем CH-330F fluxgate и отображение его на интерфейсе в виде кривой; блок управления отвечает за вычисление текущего значения, необходимого для создания заданного магнитного поля, и вывод текущей команды на соответствующий источник питания . Программное обеспечение использует метод управления с замкнутым контуром PID для управления магнитным полем в однородной области центра катушки. Входной терминал - это значение магнитного поля, установленное пользователем. В соответствии с этим значением настройки программное обеспечение преобразует соответствующее значение управляющего тока с помощью алгоритма PID и выводит его на источник питания; катушка генерирует изменения магнитного поля при изменении управляющего тока. CH-330F fluxgate отправит измененное значение магнитного поля обратной связи на верхний компьютер, и программное обеспечение будет непрерывно корректироваться в соответствии с разницей между заданным значением магнитного поля и фактическим значением до тех пор, пока ошибка не окажется в пределах допустимого диапазона.

Показатель эффективности магнитного поля

Принципы программного управления

Управление группой катушек геомагнитной защиты используется для устранения влияния геомагнетизма; управление группой катушек, генерирующих магнитное поле, используется для создания магнитного поля заданного размера в однородной области. В окне параметров внешнего ввода можно выбрать, следует ли управлять настройкой магнитного поля с помощью внешнего сигнала.При выборе управления настройкой магнитного поля с помощью внешнего сигнала его рабочий процесс:

Получите внешний управляющий сигнал для управления группой катушек геомагнитной защиты, установите установочное значение трех измерений равным 0nT и начните настройку нуля;

Значение трехмерного магнитного поля группы катушек геомагнитной защиты настраивается в заданном диапазоне (±50nT), и программное обеспечение посылает сигнал "готово" на управляющий компьютер и останавливает настройку нуля;

После того, как управляющий компьютер получит сигнал "готово", пользователь может приступить к установке значения магнитного поля указанного размера, например, установить значение Bx равным 1000nT;

После получения внешнего управляющего сигнала "Bx: 1000nT" программное обеспечение управляет источником питания, соответствующим размеру X группы катушек, генерирующих магнитное поле, и использует ПИД-регулятор с замкнутым контуром для управления Bx на уровне около 1000nT. Конкретную точность регулировки можно настроить в программном обеспечении "Настройка чувствительности" -пункт, установленный в;

После завершения настройки величины магнитного поля в указанном измерении программное обеспечение отправляет сигнал "настройка завершена" на управляющий компьютер, чтобы напомнить пользователю о необходимости установки следующего значения магнитного поля.

Он в основном используется для регулировки ПИД-параметров таким образом, чтобы производительность настройки системы была оптимальной по таким показателям, как время настройки, превышение, колебания и установившаяся ошибка. Увеличение Kp уменьшит установившуюся ошибку и улучшит скорость динамического отклика системы, но если она слишком велика, количество колебаний увеличится. Ki может использоваться для устранения установившейся ошибки системы. Когда Ki подходит, характеристики системы идеальны. Однако система с большим Ki имеет больше колебаний; интегральное управление с небольшим Ki оказывает меньшее влияние на производительность системы, поэтому установившаяся ошибка системы не может быть эффективно устранена. Система Kd control позволяет уменьшить перегрузку системы, преодолеть колебания и сократить время настройки. Когда Kd слишком мал, превышение становится больше и время регулировки увеличивается. ПИД-коррекция всесторонне применяет соответствующие характеристики коррекции опережения и запаздывания, используя коррекцию опережения для увеличения запаса по фазе системы и улучшения ее динамических характеристик; используйте задерживающую часть для улучшения статических характеристик системы, тем самым повышая стабильность и быстродействие системы. При калибровке PID используется метод проб и ошибок, а принцип тестирования основан на принципе сначала пропорции, затем интегрирования и снова дифференцирования, то есть тест выполняется в порядке P, PI, PID, и получены удовлетворительные контрольные параметры.

Краткое описание основных компонентов

Экранирующая трубка

Обеспечивает нулевую магнитную среду и уменьшает возмущение магнитного поля.

3 слоя экранирующего слоя могут обеспечить экранирующий эффект остаточной намагниченности ≤10 НТ, а колебания магнитного поля могут достигать ≤20 Нт,

5 слоев экранирующего слоя позволяют достичь экранирующего эффекта остаточной намагниченности ≤1nT, а колебания магнитного поля могут достигать ≤10pT,

6-слойный экранирующий слой может обеспечить экранирующий эффект остаточной намагниченности ≤ 1nT, а колебания магнитного поля могут достигать ≤ 1pT.

Катушка без крутящего момента

Диапазон магнитного поля: 0 ~±100000nT/+1000000nT (размер магнитного поля можно настроить)

Площадь однородного магнитного поля: четверть диаметра катушки, диаметр катушки можно настроить в соответствии с потребностями заказчика, однородность магнитного поля: более 0,5%; меньшая утечка магнитного поля, большая площадь однородности; хорошая однородность.Обмотка катушки изготовлена из бескислородной медной эмалированной проволоки; каркас катушки изготовлен из материала GFRP, изготовленного по индивидуальному заказу в прецизионной форме; Разъем изготовлен из импортной черной эпоксидной смолы FR4.

Круглая трехмерная катушка одинакового диаметра

Диапазон напряженности магнитного поля: -5000nT~ 5000nT;

Размер зоны однородности магнитного поля: 100*100*100 мм3; однородность магнитного поля: более 1%;.

Возмущение магнитного поля<1pT; при использовании высокоточного источника постоянного тока шаг изменения магнитного поля может достигать 10pT;

Обмотка катушки изготовлена из бескислородной медной эмалированной проволоки; каркас катушки изготовлен из стекловолокна, изготовленного по индивидуальному заказу в прецизионной форме;

Разъем изготовлен из импортной черной эпоксидной смолы FR4.

Программное обеспечение для управления ПК

Управление группой катушек геомагнитного экранирования используется для устранения влияния геомагнетизма;

Управление группой катушек, генерирующих магнитное поле, используется для создания магнитного поля заданного размера в однородной области.

В окне параметров внешнего ввода можно выбрать, следует ли управлять настройкой магнитного поля с помощью внешнего сигнала.

Величина магнитного поля, генерируемого катушкой, может быть фиксирована, чтобы предотвратить воздействие испытуемого образца на магнитное поле, генерируемое катушкой вмешательство.

Процесс изменения магнитного поля внутри катушки может быть записан и сохранен в режиме реального времени, а также экспортирован в таблицу.