[其他]能产生均匀磁场的马鞍形线圈

说明书

能产生均匀磁场的马鞍形线圈。本发明属于均匀磁场线圈，目的在于提供一个均匀度很高的磁场。它比同样半径的赫姆荷兹线圈的均匀度高一个数量级以上，磁场的强度及均匀度均可由公式准确算出，且易于制造。该线圈的特征是用数组同样半径和长度的马鞍型线圈叠合而成。每组线圈的圆弧对圆心的张角以及长度与半径之比应满足特定的要求，通以一定大小的电流后即能实施上述发明。它可以广泛地用于近代物理仪器，也可用作标准磁场计量。

本发明属于均匀磁场线圈。

在一些近代物理实验及各种检测仪器中，常使用具有已知量值的均匀磁场，对其均匀度均有特定的要求。这种均匀磁场一般采用赫姆荷兹线圈（Helmhotz Coil）来产生。专利文献：US-A-4231008，提出用2n匝平行导线使电流方向一致并满足cos3ψ_μ/R3μ ]]>，cos5ψ_μ/R5μ ]]>一直到cos（2n+1）ψ_μ/R2n+1μ ]]>使其叠加之和各自为零而得到均匀场。其端头系以方形电流导线相连结，每组的线圈之大小不一可由算式严格规定。

本发明的目的在于提供一个均匀度很高的磁场，是由同样大小导线方位角各异n组马鞍型线圈组成，它们的两端由圆弧部分连结，再根据不同于赫姆荷兹线圈及专利文献（US-A-4231008）的严格公式，使两端圆弧所产生的场与平行直线部分的场相补偿而得到很高的均匀度。其均匀度比同样半径的赫姆荷兹线圈高一个数量级以上。且易于实现，所占空间较小。

本发明的内容是：

1，按同一对称面放置三组马鞍型线圈，它们的半径〔1〕彼此相同，它们的长度〔2〕也彼此相同，并使三组马鞍型线圈的中心点彼此重合，且长度〔2〕是半径〔1〕的3.96至4.04倍，马鞍型线圈的两端的园弧对园心的张角〔3〕为167°至168.5°;张角〔4〕为119°至121°;张角〔5〕为71°至72.5°，而且每组线圈的安匝数相同，所通电流方向相同，其导线的支承物可选用各种无磁性的非金属材料，这就构成一种能产生均匀磁场的线圈。当电流如图示方向时，其磁场按右手螺旋定则确定为沿Y轴方向。由理论计算出的沿X轴的磁场均匀度的一组结果见表1。