单层方体四线圈均匀磁场源理论计算与仿真.pdf

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1、单层方体四线圈均匀磁场源理论计算与仿真侯兴哲，余慈拱，付志红，鲍明晖，胡晓锐(1．重庆电力科学试验研究院，重庆401123；2．重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室。重庆400044)摘要：一个可以产生已知强度的均匀磁场区的标准磁场源是测试、标定各类磁测仪器的基本条件。以正方体四线圈作为均匀磁场标准场源，理论推导了其磁场分布。通过Maxwell软件对正方体四线圈的磁场进行仿真分析，仿真结果与理论计算一致。分析了四线圈装置轴向和垂直轴向的磁场均匀性，结果表明方体四线圈装置可以在装置中心周围相当大的范围内产生高均匀度的磁场。对

2、于边长为lm的四线圈装置，在装置中心长宽0．2m、高0．4m的长方体内，磁场偏差率控制在0．25％以内。结果论证了其作为均匀磁场源的可行性，与亥姆霍兹线圈相比，无论在均匀度方面还是在均匀场区大小方面都有很大优势。关键词：标准磁场源；方体线圈；磁场均匀度中图分类号：TM153．1文献标识码：A文章编号：1001．3830(2013)05—0008—04TheoreticalcalculationandsimulationofhomogeneousmagneticfieldsourceofmonolayerfoursquarecoilsHO

3、UXing—zhe，YUCi—gong，FUZhi—hong2BAOMinghui，HUXiaorui，1．ElectricPowerExperimentalResearchInstituteofChongqing,Chongqing401123．China．2．StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment＆SystemSecurityandNewTechnology,ChongqingUniversity,Chongqing400044，ChinaAbstract：Astandardso

4、urceofhomogeneousstrengthmagneticfieldiSessentialtocalibratingvariousmagneticmeasurementequipments．ThemagneticfielddistributionoffoursquarecoilswhicharetakenasthestandardmagneticfieldsourceiSdeducedtheoretically．Themagneticfieldofsquarefour-coiliSsimulatedwimMaxwellsoftw

5、areaswel1．whichagreeswiththetheoreticalcalculationverywel1．Inaxialdirectionandverticalaxis．weanalyzedthemagneticfielduniformityofsquarefour-coil．Theresultshowsthatitcanproducemagneticfieldofhighuniformityinaconsiderableareaaroundthedevicecenter．Forthesquarefour-coilwithw

6、idthoflm．thedeviationofmagneticfieldiSwithin0．25％inthecentralcuboidwithlengthandwidthofO．2m，heightof0．4m，provingthefeasibilityofsquarefour-coilashomogeneousmagneticfieldsource．ComparingwithHelrnholtzcoils，squarefour-coilhassignificantadvantagesonbothuniformityandfieldsco

7、peasstandardhomogeneousfieldgeneratingdevices．Kevwords：standardmagneticfieldsource；squarecoil；uniformityofmagneticfield一个稳定、均匀、抗干扰性强的弱磁标定环境L4J。1引言磁场均匀性是衡量磁源设备性能的重要指标，理想均匀磁场源是标定磁传感器[卜幅频特性、信的磁源设备应能够在相当大的空间内产生高均匀噪比、灵敏度等关键指标的核心设备之一，以提供度的磁场。然而，考察的场区越大，磁场均匀性越难实现。另外，线圈设计、布置方案、绕

8、制工艺等收稿日期：2013．01．22修回日期：2013．05．02也影响到磁场源的强度、均匀度和频带宽度。基金项目：国家自然科学基金资助项目(51277189)；高校产生均匀磁场的装置有很多，如螺线管、亥