双圈共轴线圈产生错位对激励磁场的影响 - 计量学报.PDF

第３４卷　第６期 计　　　 量　　　学　　　报 　 Ｖｏｌ．３４，№６ ２０１３年　１１月 ＡＣＴＡ　ＭＥＴＲＯＬＯＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ 　 Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１１５８．２０１３．０６．１３ 双圈共轴线圈产生错位对激励磁场的影响 １，２，３ １，２，３ １，２，３ ３ 董全林 ，　刘雪萍 ，　张春熹 ，　姚骏恩 （１北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 １００１９１； ２国家“惯性技术”重点实验室，北京 １００１９１；　３微纳测控与低维物理教育部重点实验室，北京 １００１９１） 摘要：研究了双圈环形电流发生错位情况下其在空间激励产生磁场的分布变化，用最基本的毕奥萨伐尔定律 和叠加定理推算出磁场公式，并借助ＭＡＴＬＡＢ软件计算出磁感应强度变化的数值解，画出磁场变化分布图等。由 此判断出磁感应线圈缠绕规则性对激励磁场分布的影响，对于一定精度的磁场的产生、保持给出合理的理论建议。 －６ 计算结果表明，线圈因缠绕规则性等原因引起的细微错位而导致的磁场分布变化在１０ 量级以下，对现阶段实际 应用磁场的影响是可接受的。 关键词：计量学；磁场分布变化；毕奥萨伐尔定律；环形电流；Ｍａｔｌａｂ 中图分类号：ＴＢ９７２　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１０００１１５８（２０１３）０６０５７３０６ ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＤｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｏｆａＤｏｕｂｌｅＣｏａｘｉａｌＣｏｉｌｏｎＭａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄ １，２，３ １，２，３ １，２，３ ３ ＤＯＮＧＱｕａｎｌｉｎ ，　ＬＩＵＸｕｅｐｉｎｇ ，　ＺＨＡＮＧＣｈｕｎｘｉ ，　ＹＡＯＪｕｎｅｎ （１ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ； ２ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＩｎｅｒｔｉａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ； ３ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｃｒｏｎａｎｏＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＭａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｔｈｅｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｃｏａｘｉａｌｄｒｉｖｅｃｏｉｌｓ．ＴｈｅｂａｓｉｃＢｉｏｔＳａｖａｒｔｌａｗ ａｎｄｔｈｅｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｔｈｅｏｒｅｍｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｗｏｒｋｏｕｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ，ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆ ＭＡＴＬＡＢｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｔｈｅｆｉｅｌｄｐｌｏｔｓｉｓｄｒａｗｎ．Ｂａｓｅｄｏｎ ｔｈｅｓｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｏｉｌｗｉｎｄｉｎｇｒｕｌｅｓｏｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｅｒｅｊｕｄｇｅｄａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｔｈｅｏｒｙｓｕｇｇｅｓｔｓｉｓ ｇｉｖｅｎａｂｏｕｔｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｃｅｎｔｉｖｅａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｏｆａｄｏｕ