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亥姆霍兹线圈测量系统的测量原理及程序设计,亥姆霍兹线圈原理,亥姆霍兹线圈,亥姆霍兹线圈实验报告,亥姆霍兹线圈磁场,三维亥姆霍兹线圈,亥姆霍兹共振原理,亥姆霍兹共鸣器原理,亥姆霍兹共振器原理,特斯拉线圈原理
第 25 卷 第 9 期 高 能 物 理 与 核 物 理 Vol . 25 , No . 9 2 0 0 1 年 9 月 HIGH ENERGY PHYSICS AND NUCLEAR PHYSICS Sep . , 2 0 0 1 亥姆霍兹线圈测量系统的测量原理 及程序设计 1) 彭全岭 孙 建 赵光远 石才土 ( 中国科学院高能物理研究所 北京 100039) 摘要 叙述了利用磁通法建立亥姆霍兹线圈测量系统的测量原理 ,并将其应用 ( ) 于永磁体磁性能参数 B r , Hc , 易磁化轴方向等 的测量. 在利用现有高性能积 分器的基础上 ,还给出了测量程序的设计方法 ,并利用此测量系统对 BEPC 永久 四极磁铁模型所用磁块进行了测量. 最后 ,就由于亥姆霍兹线圈机械偏差所带 来的测量误差进行了讨论. 关键词 亥姆霍兹线圈 永久磁铁 磁矩 剩磁 矫顽力 1 引言 永久磁体的应用已渗透到国家建设和人民生活的许多领域 ,并在加速器磁铁中有着 重要的应用. 加速器永久磁铁有以下优点 :一次投入 ,不需要水冷和电源 , 因此会节省价 值可观的运行费用 ;永磁体的磁导率接近于空气 ,因此可浸泡在其他磁铁的磁场中而不被 磁化 , 同时不会给周围磁场带来不良影响 ,因此许多用在探测内部的加速器磁铁采用了永 久磁铁. K. Halbach 在 20 世纪 80 年代初对永久磁铁的设计原理已给出了详细的数学描述[ 1] , 由此可设计出永磁二极磁铁 , 四极磁铁 ,永磁 Wiggler 及 Undulator 等. 它们的磁场质量是 由永磁体空间位置及其磁性能所决定的. 因此挑选磁性能较为接近的永磁体 ,并做好性 能匹配是做好永久磁铁的先决条件. 利用亥姆霍兹线圈能够测量出由于永磁体转动所产生磁通量的变化 ,并由此得到永 磁体的磁性能参数 ,包括磁化方向 ,剩磁 B r 和矫顽力 Hc 等. 2 测量原理 轴向距离等于线圈半径的一对线圈就构成了亥姆霍兹线圈. 当线圈串联连接并通以 2000 - 10 - 23 收稿 1) Email :pengql @alpha02 . ihep . ac . cn 920 —925 第 9 期 彭全岭等 :亥姆霍兹线圈测量系统的测量原理及程序设计 92 1 稳定的直流电后, 就可在线圈中心区域内产生较为均匀的轴向磁场. 反之, 利用亥姆霍兹 线圈也可测量放在其内部的永磁体的参数. 柱坐标系下, 磁矩为 m 并处于开路状态的永磁体在空间任意位置所产生的磁场为[2] μΔ ( ) B = - 0 , 1 m ·R
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