專利名稱：基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)材料的導(dǎo)磁性能測(cè)試裝置，具體地說(shuō)是一種基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
超導(dǎo)材料和超導(dǎo)技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。為了使超導(dǎo)材料有實(shí)用性，人們開(kāi)始了探索高溫超導(dǎo)的歷程，從1911年至1986年，超導(dǎo)溫度由水銀的4.2K提高到23.22K(0K＝-273℃)。1986年1月發(fā)現(xiàn)鋇鑭銅氧化物超導(dǎo)溫度是30K，12月30日，又將這一紀(jì)錄刷新為40.2K，87年1月升至43K，不久又升至46K和53K，2月15日發(fā)現(xiàn)了98K超導(dǎo)體，很快又發(fā)現(xiàn)了14℃下存在超導(dǎo)跡象，高溫超導(dǎo)體取得了巨大突破，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模應(yīng)用。當(dāng)前國(guó)際上超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展迅速，高溫超導(dǎo)電性作為一類有重大發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用技術(shù)，已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)與應(yīng)用基礎(chǔ)性研究相互推動(dòng)，逐步發(fā)展為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的階段。各主要國(guó)家的政府與企業(yè)界都投入較大力量，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。在高溫超導(dǎo)機(jī)理研究、超導(dǎo)物理研究和新材料探索上，國(guó)際上已取得深入的重要發(fā)展。中國(guó)超導(dǎo)研究已先后列入八六三計(jì)劃和攀登計(jì)劃，我們的研究水平一直處于國(guó)際前沿。近年來(lái)，隨著研究工作的不斷深入和研究方向的不斷拓展，我國(guó)在高溫超導(dǎo)材料、超導(dǎo)物性、超導(dǎo)電子器件、強(qiáng)電應(yīng)用等方面取得了一系列重要成果。目前科學(xué)家們針對(duì)超導(dǎo)的研究工作正在向深度和廣度方面開(kāi)展，一是對(duì)高溫超導(dǎo)現(xiàn)象的理解，機(jī)理的探討；二是薄膜、線材、帶材制備工藝改進(jìn)和器件研制；三是進(jìn)一步探索新材料、新體系，提高臨界電流密度。這些表明，超導(dǎo)技術(shù)作為一門學(xué)科正漸臻成熟，市場(chǎng)前景極被看好。超導(dǎo)材料在工業(yè)方面的應(yīng)用首先體現(xiàn)在超導(dǎo)濾波器的迅速普及。
隨著無(wú)線通信、特別是移動(dòng)電話的發(fā)展，頻帶的有效利用正在成為重要課題。自超導(dǎo)材料問(wèn)世以來(lái)，就以其優(yōu)良的性能和廣闊的應(yīng)用前景得到了世界各國(guó)的普遍關(guān)注，并作為高科技產(chǎn)業(yè)投入了大量的人力物力進(jìn)行不斷的研發(fā)，各種超導(dǎo)材料不斷被開(kāi)發(fā)，并成功地應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、航空航天領(lǐng)域。但作為超導(dǎo)材料主要特性之一的磁場(chǎng)特性的檢測(cè)一直以來(lái)滯后于超導(dǎo)材料的研發(fā)(邁斯納效應(yīng)即理想抗磁性是超導(dǎo)體的另一個(gè)特征。磁力線不能穿過(guò)它的體內(nèi)，也就是說(shuō)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，體內(nèi)的磁場(chǎng)恒等于零)。據(jù)發(fā)明人所知，現(xiàn)有的有關(guān)超導(dǎo)材料的導(dǎo)磁性能檢測(cè)裝置存在功能單一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作復(fù)雜，精度低，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，不能充分反應(yīng)超導(dǎo)材料的導(dǎo)磁性能，特別是對(duì)其磁場(chǎng)分布的檢測(cè)以及動(dòng)態(tài)檢測(cè)基本處于空白狀態(tài)，難以滿足研究和生產(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用三維空間運(yùn)動(dòng)控制原理及傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)一種可用來(lái)檢測(cè)超導(dǎo)材料在空間磁場(chǎng)中磁力大小及磁場(chǎng)分布，為計(jì)算機(jī)分析超導(dǎo)材料磁場(chǎng)特性提供準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)的基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，以滿足超導(dǎo)材料研發(fā)的需求。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，用于對(duì)超導(dǎo)材料的磁場(chǎng)特性參數(shù)的進(jìn)行測(cè)量，包括測(cè)試臺(tái)架，測(cè)試臺(tái)架上安裝有二個(gè)縱向?qū)к?，橫向?qū)к壙缰迷诙€(gè)縱向?qū)к壣?，并能沿縱向?qū)к壡昂笠苿?dòng)，橫向?qū)к壣习惭b有能沿其左右移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)動(dòng)部件上連接有能上下移動(dòng)的懸臂，懸臂上安裝有YZ247S稱重傳感器，測(cè)試盒與YZ247S稱重傳感器相連接，YZ247S稱重傳感器和測(cè)試磁體盒可以在空間三個(gè)坐標(biāo)上運(yùn)動(dòng)。其測(cè)試的特征是在測(cè)試臺(tái)架的工作臺(tái)面上固定有樣品盒，樣品盒中設(shè)有放置超導(dǎo)材料及充注液氮的空腔；懸臂的下端連接有測(cè)試頭，測(cè)試頭中連接有測(cè)試盒，測(cè)試盒內(nèi)安裝有磁體和傳感器，傳感器與數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)相連。
本發(fā)明的測(cè)試盒內(nèi)安裝的傳感器包括用于測(cè)量垂直方向磁力的拉壓式稱重傳感器、用于測(cè)量水平面上橫向磁力的稱重傳感器、用于測(cè)量水平面上縱向磁力的稱重傳感器以及用于測(cè)量空間磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器。
測(cè)試盒內(nèi)所設(shè)的傳感器可采用下述方式設(shè)置在測(cè)試盒內(nèi)側(cè)面可對(duì)稱設(shè)置二個(gè)用于測(cè)量水平面上橫向磁力的稱重傳感器及二個(gè)用于測(cè)量水平面上縱向磁力的稱重傳感器。
在測(cè)試盒內(nèi)側(cè)的三個(gè)等距空間處設(shè)有三組用于測(cè)量空間磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器，每組傳感器由三個(gè)分別用于測(cè)量三個(gè)方向(分別為X、Y、Z，即水平橫向，水平縱向，垂直方向)的磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器組成。
本發(fā)明的有益效果1、可滿足超導(dǎo)材料任意位置的磁力大小及磁場(chǎng)分布檢測(cè)，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。
2、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低，測(cè)試可靠準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
3、三維運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可利用現(xiàn)有的三維運(yùn)動(dòng)控制裝置加以實(shí)現(xiàn)，其控制部分均為成熟技術(shù)，且可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)伺服控制。
4、可測(cè)試的磁力范圍可高達(dá)3000N以上。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的樣品盒及測(cè)試頭相對(duì)位置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的測(cè)試原理框圖。
圖4是本發(fā)明的霍爾傳感器的工作原理圖。
圖5是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)控制原理框圖。
圖6是本發(fā)明測(cè)試采用雙端方式時(shí)16路模擬輸入信號(hào)接線示意圖。
圖7是與圖6所對(duì)應(yīng)的模擬輸入雙端方式的引線定義示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
一種基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，用于對(duì)超導(dǎo)材料的導(dǎo)磁性能參數(shù)的測(cè)量，包括測(cè)試臺(tái)架1，測(cè)試臺(tái)架1上安裝有二個(gè)縱向?qū)к?，橫向?qū)к?跨置在二個(gè)縱向?qū)к?上，并能沿縱向?qū)к?前后移動(dòng)，橫向?qū)к?上安裝有能沿其左右移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件4，運(yùn)動(dòng)部件4上連接有能上下移動(dòng)的懸臂5，懸臂5上安裝有YZ247S稱重傳感器(即測(cè)試頭6)，測(cè)試盒8與YZ247S稱重傳感器相連接，YZ247S稱重傳感器和測(cè)試盒8可以在空間三個(gè)坐標(biāo)上運(yùn)動(dòng)，在測(cè)試臺(tái)架1的工作臺(tái)面6上固定有樣品盒7，樣品盒7可采用導(dǎo)熱差、又無(wú)磁性的夾布膠木棒材料制作，樣品盒7中設(shè)有放置超導(dǎo)材料及充注液氮的空腔8；懸臂5的下端連接有測(cè)試頭6，測(cè)試頭6能隨懸臂5上下移動(dòng)，測(cè)試頭6中連接有測(cè)試盒8，測(cè)試盒8內(nèi)安裝有磁體9和二個(gè)用于測(cè)量水平面上橫向磁力的稱重傳感器及二個(gè)用于測(cè)量水平面上縱向磁力的稱重傳感器以及三組用于測(cè)量磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器，三組霍爾傳感器中的每組霍爾傳感器可由三個(gè)分別用于測(cè)量三個(gè)方向(分別為X、Y、Z，即水平橫向，水平縱向，垂直方向)的磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器，磁體9可支承在支承架10上，所有傳感器的輸出均與數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)相連。
下面結(jié)合運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程和各部分的工作過(guò)程及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
本發(fā)明的測(cè)試頭的三維運(yùn)動(dòng)包括隨懸臂沿運(yùn)動(dòng)部件作上下移動(dòng)的垂直運(yùn)動(dòng)(Z方向)、運(yùn)動(dòng)部件沿橫向?qū)к壸魉綑M向移動(dòng)(X方向)及橫向?qū)к壯乜v向?qū)к壸魉娇v向移動(dòng)(Y方向)。其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以是基于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)基礎(chǔ)上，其硬件配置包括PC機(jī)、DEC4DA伺服控制卡、交流伺服驅(qū)動(dòng)器并配置伺服電機(jī)、滾軸絲杠和機(jī)械本體?？梢酝ㄟ^(guò)執(zhí)行T文件、NC代碼或者G代碼進(jìn)行數(shù)控運(yùn)動(dòng)，同時(shí)配以EDITASC軟件可以顯示運(yùn)動(dòng)的軌跡和運(yùn)動(dòng)當(dāng)前點(diǎn)X、Y、Z的坐標(biāo)。用于對(duì)磁性材料的空間磁場(chǎng)分布和超導(dǎo)體在磁場(chǎng)中磁力的大小進(jìn)行測(cè)試時(shí)，只需重新設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)的軟硬件，即可以對(duì)X-Y平面上磁場(chǎng)分布以及導(dǎo)體在空間磁場(chǎng)中磁力的測(cè)試。
測(cè)試系統(tǒng)基于微機(jī)控制的伺服運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，把接口、傳感器(BLR-1型拉壓式稱重傳感器、YZ247S稱重傳感器、HGT-2100型霍爾片)、數(shù)據(jù)采集卡(AMCPI9111)、數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件有機(jī)地結(jié)合，形成一套三維空間磁力及磁場(chǎng)分布自動(dòng)測(cè)試裝置。該系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)控制卡(可采用德國(guó)MOVTEC公司的DEC4T型運(yùn)動(dòng)控制卡)插在PC機(jī)上的ISA插槽上，由運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)部做相應(yīng)的信號(hào)處理和運(yùn)算后，運(yùn)動(dòng)控制卡給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出一定頻率的脈沖和方向的指令。伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)來(lái)的位置指令信號(hào)經(jīng)過(guò)PID等控制運(yùn)算后輸出電壓信號(hào)，產(chǎn)生馬達(dá)力矩使電動(dòng)機(jī)按照指令運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)測(cè)試機(jī)構(gòu)，測(cè)得X-Y-Z三個(gè)軸上的磁力?？臻g的磁場(chǎng)分布通過(guò)霍爾傳感器測(cè)得。
本發(fā)明的各工作部分的特色及性能優(yōu)勢(shì)如下所述一、控制部分1伺服控制器自動(dòng)判別伺服電機(jī)的容量，可與FA網(wǎng)絡(luò)連接，更便于使用RS-232，RS-485和COMPOBUS/D通信，操作者通過(guò)電腦能執(zhí)行使用參數(shù)設(shè)定(速度/轉(zhuǎn)矩/位置)，采用高分辨率編碼器(16，17bit)，編碼器脈波數(shù)可任意分周，每次脈沖的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可根據(jù)指令設(shè)置，制動(dòng)連鎖，模擬量，數(shù)字量輸入輸出。采用d-q軸轉(zhuǎn)換，提高轉(zhuǎn)矩控制精度，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速平滑運(yùn)轉(zhuǎn)及定位時(shí)間縮短，諧波抑制且超調(diào)量減小?？蛇M(jìn)行分布式控制，可接PLC控制，具有浪涌電流預(yù)防回路，以更好地保護(hù)系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)置軟件可自動(dòng)記錄故障現(xiàn)象，可顯示電機(jī)速度、監(jiān)視轉(zhuǎn)矩波形及I/O狀態(tài)，負(fù)載制動(dòng)情況，過(guò)載告警。
2伺服電機(jī)規(guī)格可從10W～55kW之間任意選擇，可點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，正反轉(zhuǎn)控制，動(dòng)態(tài)剎車，再生制動(dòng)處理，緩沖啟動(dòng)，采用超小型低慣性伺服電機(jī)，尺寸多樣。
3電氣部分；主回路與控制回路的電源完全分離，檢修容易。
4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用P4系列CPU，極大提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，非常適用于高速定位的場(chǎng)合，通過(guò)軟件編程，可進(jìn)行最佳調(diào)諧控制，可實(shí)現(xiàn)立體三維仿真和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)顯示，具有軟限位和硬限位的雙重保護(hù)，僅需連接伺服系統(tǒng)就能自動(dòng)對(duì)伺服電機(jī)防震，并能分析出機(jī)械系統(tǒng)的頻率，整個(gè)分析過(guò)程只需30秒鐘。機(jī)械分析器得到的結(jié)果，讀入模擬調(diào)制解調(diào)器，從而可模擬用戶機(jī)械系統(tǒng)的響應(yīng)，在設(shè)備操作前，可將指令方式更改后的速度、電流、滯留脈沖量以模擬波形的方式表現(xiàn)出來(lái)并加以確認(rèn)。計(jì)算機(jī)能在自動(dòng)改變?cè)鲆娴耐瑫r(shí)，以最短的規(guī)定時(shí)間找出適當(dāng)數(shù)值。
二、機(jī)械部分1測(cè)試臺(tái)架1的工作臺(tái)面6可為整體鑄造的高精度工作臺(tái)面，加粗的高精度滾動(dòng)導(dǎo)軌滾珠絲桿。
2臺(tái)面經(jīng)精密研磨，不需特別潤(rùn)滑，線性移動(dòng)磨擦小，采用精密波子螺絲從而使得系統(tǒng)能穩(wěn)定高速地運(yùn)作，不會(huì)振動(dòng)，精度保持性好。
三、測(cè)試部分裝置構(gòu)成一個(gè)三維立體伺服控制系統(tǒng)采用高精度伺服控制，空間三維協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。通過(guò)微機(jī)編程，可進(jìn)行三個(gè)自由度的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)高速(1500r/min)、高精度(16394P/R)、低震動(dòng)等伺服特性。操作臺(tái)的行程X軸0～600mm，精度0.01mm，Y軸0～600mm，精度0.01mm，Z軸0～200mm，精度0.01mm；可自動(dòng)測(cè)試任一時(shí)刻的坐標(biāo)(X，Y，Z)，可保證Z軸在受3000N力的情況下，X、Y軸仍能暢通自由運(yùn)動(dòng)；X、Y軸在受3000N力的情況下，Z軸仍能暢通自由運(yùn)動(dòng)；所有測(cè)試過(guò)程中X、Y、Z三方向的剛度不變。并對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)記錄，測(cè)試系統(tǒng)均用無(wú)磁性鋁合金材料，同時(shí)不受低溫(如液氮)的影響，放置試樣的樣品盒選用導(dǎo)熱差、又無(wú)磁性的夾布膠木棒材料制作。
在測(cè)量超導(dǎo)體在空間磁場(chǎng)的磁力以及磁場(chǎng)分布并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析處理時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)充分運(yùn)用了高新技術(shù)，測(cè)試、分析都是由計(jì)算機(jī)控制，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、顯示、分析、存儲(chǔ)、結(jié)果打印。
信號(hào)的采集通過(guò)AMPCI-9111通用數(shù)據(jù)采集控制板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。AMPCI-9111通用數(shù)據(jù)采集控制板卡是PCI總線通用采集控制板，該板可直接插入具備PCI插槽的工控機(jī)或個(gè)人微機(jī)，構(gòu)成模擬量電壓信號(hào)、數(shù)字量電壓信號(hào)采集、監(jiān)視輸入和模擬量電壓/電流信號(hào)輸出、數(shù)字量信號(hào)輸出及計(jì)數(shù)定時(shí)系統(tǒng)。本測(cè)試裝置中采用雙端16路模擬量數(shù)據(jù)采集輸入通道，模擬量輸入通道具有程控放大功能，對(duì)從傳感器出來(lái)的信號(hào)采用B型程控放大增益倍數(shù)，放大器為PGA202，其中對(duì)垂直方向磁力的拉壓式稱重傳感器、水平面上橫向磁力的稱重傳感器、水平面上縱向磁力的稱重傳感器的信號(hào)放大1000倍，對(duì)測(cè)量磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器的信號(hào)放大100倍。
雙端16路輸入時(shí)信號(hào)加在CHn+和CHn-之間，模擬輸入采用雙端方式時(shí)，負(fù)輸入端應(yīng)與GND之間接一只幾十KΩ～幾百KΩ的電阻(信號(hào)源內(nèi)阻小于100Ω時(shí)，該電阻應(yīng)為信號(hào)源內(nèi)阻的1000倍，當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻大于100Ω時(shí)，該電阻應(yīng)為信號(hào)源內(nèi)阻的2000倍)，從而為儀表放大器輸入電路提供偏置，同時(shí)為了使信號(hào)穩(wěn)定在在CHn+和CHn-之間并接一個(gè)合適的電容。見(jiàn)圖6所示。
模擬輸入雙端方式引線定義采用雙端方式輸入信號(hào)，腳36接+12V直流電壓，腳37、19為GND腳(如圖7所示)。傳感器接通道號(hào)設(shè)計(jì)方案如下表

數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件運(yùn)行在Windows環(huán)境下，利用AMPCI-9111通用數(shù)據(jù)采集控制板卡生產(chǎn)商提供的庫(kù)函數(shù)利用VisualBasic6.0環(huán)境進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以滿足數(shù)據(jù)采集要求。
本發(fā)明的工作原理及過(guò)程為測(cè)試部分的工作原理根據(jù)霍爾效應(yīng)法測(cè)量磁性材料的空間磁場(chǎng)。任何材料通以電流時(shí)，若同時(shí)存在垂直于電流方向的磁場(chǎng)，則產(chǎn)生與電流和磁通方向垂直的電場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象叫做霍爾效應(yīng)?；魻栯妷号c半導(dǎo)體薄片的幾何尺寸有關(guān)，霍爾效應(yīng)公式為Vy=RHdIxBf(1b),]]>式中 為半導(dǎo)體的幾何形狀系數(shù)，霍爾電壓與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比?；魻杺鞲衅骶褪抢昧嘶魻栐敵龅幕魻栯妷??？梢詼y(cè)量恒定磁場(chǎng)和交變磁場(chǎng)，測(cè)量時(shí)是直讀式，不必移動(dòng)檢測(cè)元件。利用霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)裝置可以在低溫(77K)和高溫(400K)下有效的工作。
測(cè)試過(guò)程把磁體9固定在測(cè)試盒8的支承架10上，將測(cè)試樣品(超導(dǎo)體)放入樣品盒7內(nèi)，在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制軟件中相應(yīng)的文件或者通過(guò)手動(dòng)使測(cè)試部件動(dòng)作。每動(dòng)作一個(gè)位置相對(duì)應(yīng)有這個(gè)位置的坐標(biāo)值輸出，同時(shí)傳感器輸出該點(diǎn)的磁場(chǎng)分布情況和磁力的大小。通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集傳感器輸出的信號(hào)。應(yīng)用軟件顯示、存儲(chǔ)并打印采集信號(hào)的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，用于對(duì)超導(dǎo)材料的導(dǎo)磁性能參數(shù)的測(cè)量，包括測(cè)試臺(tái)架，測(cè)試臺(tái)架上安裝有二個(gè)縱向?qū)к?，橫向?qū)к壙缰迷诙€(gè)縱向?qū)к壣?，并能沿縱向?qū)к壡昂笠苿?dòng)，橫向?qū)к壣习惭b有能沿其左右移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)動(dòng)部件上連接有能上下移動(dòng)的懸臂，其特征是在測(cè)試臺(tái)架的工作臺(tái)面上固定有樣品盒，樣品盒中設(shè)有放置超導(dǎo)材料及充注液氮的空腔；懸臂的下端連接有測(cè)試頭，測(cè)試頭中連接有測(cè)試盒，測(cè)試盒內(nèi)安裝有磁體和傳感器，傳感器與數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，其特征是所述的傳感器包括用于測(cè)量垂直方向磁力的拉壓式稱重傳感器、用于測(cè)量水平面上橫向磁力的稱重傳感器、用于測(cè)量水平面上縱向磁力的稱重傳感器以及用于測(cè)量磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，其特征是在測(cè)試盒內(nèi)對(duì)稱設(shè)有二個(gè)用于測(cè)量水平面上橫向磁力的稱重傳感器及二個(gè)用于測(cè)量水平面上縱向磁力的稱重傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，其特征是在測(cè)試盒內(nèi)設(shè)有三組用于測(cè)量磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器，每組傳感器由三個(gè)分別用于測(cè)量三個(gè)方向的磁場(chǎng)分布的霍爾傳感器組成。
全文摘要
本發(fā)明公示了一種利用三維運(yùn)動(dòng)控制原理及傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)的可用來(lái)檢測(cè)超導(dǎo)材料磁力及磁場(chǎng)分布，為計(jì)算機(jī)分析超導(dǎo)材料導(dǎo)磁性能提供準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)的基于運(yùn)動(dòng)控制的三維空間磁力及磁場(chǎng)分布測(cè)試裝置，包括測(cè)試臺(tái)架，測(cè)試臺(tái)架上安裝有二個(gè)縱向?qū)к墸瑱M向?qū)к壙缰迷诙€(gè)縱向?qū)к壣?，并能沿縱向?qū)к壡昂笠苿?dòng)，橫向?qū)к壣习惭b有能沿其左右移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)動(dòng)部件上連接有能上下移動(dòng)的懸臂，其特征是在測(cè)試臺(tái)架的工作臺(tái)面上固定有樣品盒，樣品盒中設(shè)有放置超導(dǎo)材料及充注液氮的空腔；懸臂的下端連接有測(cè)試頭，測(cè)試頭中連接有測(cè)試盒，測(cè)試盒內(nèi)安裝有磁體和傳感器，傳感器與數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)相連。
文檔編號(hào)G01R33/02GK1584622SQ200410044918
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者舒志兵, 楊萬(wàn)民, 陳先鋒 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)