[发明专利]一种高性能地磁场模拟装置设计及制作方法

摘要

本发明公开了一种高性能地磁场模拟装置设计及制作方法，包括，一种磁场发生器的设计方法，根据上述的设计方法制备磁场发生器，利用上述磁场发生器制备高性能地磁场模拟装置，该高性能地磁场模拟装置在工作方法中还引入了负反馈方法，该方法可以通过对输出电流进行相应微调来控制匀强磁场的大小及方向，从而保证磁场发生器的设计精度。本发明设计的地磁场模拟器精度高，响应速度快，可准确模拟出所需的地磁场强度。

主权项

1.一种磁场发生器的设计方法，其特征在于，该磁场发生器(3)为梅里特磁场发生器，所述梅里特磁场发生器包括x轴、y轴和z轴三个互相垂直设置的梅里特线圈，所述各梅里特线圈均包括有四个相互平行且间隔放置的方形导线线圈1至线圈4，所述线圈1至线圈4连接方式为串联，本设计方法包括以下步骤：步骤1：确定磁场发生器中线圈在x轴方向上磁场强度B的公式：其中，B为线圈在x轴轴线方向上产生的磁场强度的大小，x为该x轴线上任意一点到原点O的距离，μ0为真空中磁导率，N1为线圈1、线圈4的通电导线匝数，N2为线圈2、线圈3的通电导线匝数，L1为线圈1、2之间的距离，L2为线圈2、3之间的距离，L3为线圈3、4之间的距离，I为流过导线的电流大小，ɑ为方形线圈的边长；所磁场发生器述L1与L3的值相等；所述y轴和z轴方向上磁场强度B的确定方法与x轴轴线方向上确定磁场强度B的方法相同；步骤2：根据步骤1中计算磁场强度B的公式，在磁场强度变化小于等于1％时产生的最大匀强磁场区域，确定出制备磁场发生器的一组最优参数值；所述最优参数N1、N2、L1和L2是利用MATLAB软件进行处理，将N1、N2、L1和L2设置为可变参数，利用枚举法确定该组最优参数值N1、N2、L1和L2；所述的最优参数值中匝数N1是匝数N2的2倍，线圈间距L1＝L3＝0.343ɑ，L2＝0.307ɑ，其中ɑ为方形导线线圈的边长。