本文關(guān)鍵詞：靜電扭擺系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及其在電荷管理應(yīng)用中的初步研究

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【摘要】：扭秤系統(tǒng)作為弱力測(cè)量工具在地面高精度引力實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)等弱力檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中有著廣泛的應(yīng)用。在這些實(shí)驗(yàn)中,通常需要角度探測(cè)儀器來測(cè)量扭秤系統(tǒng)的角度變化,進(jìn)而得到扭擺的力矩變化。因此,一個(gè)扭秤系統(tǒng)的力矩探測(cè)分辨率除了受限于扭擺系統(tǒng)的熱噪聲外,還需要考慮角度測(cè)量?jī)x器噪聲帶來的限制。目前高精度地面引力實(shí)驗(yàn)對(duì)角度探測(cè)分辨率的需求越來越高。對(duì)于高精度弱力檢測(cè)實(shí)驗(yàn),為了降低對(duì)角度測(cè)量?jī)x器分辨率的需求,本文中提出了一種靜電扭擺系統(tǒng),該系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)扭擺,通過引入靜電彈簧來提高扭秤系統(tǒng)角度對(duì)外力矩的響應(yīng)靈敏度,同時(shí)并不改變系統(tǒng)的信噪比。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)選用的角度測(cè)量?jī)x器等效的力矩噪聲遠(yuǎn)大于扭擺系統(tǒng)自身的熱噪聲時(shí),相對(duì)于傳統(tǒng)扭擺,采用靜電扭擺可以在低頻段獲得更高的力矩分辨率。通過參數(shù)選取和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),搭建了靜電扭擺系統(tǒng),并對(duì)上述理論進(jìn)行了原理性驗(yàn)證�；谂こ酉到y(tǒng)也可以開展高精度空間慣性傳感器的地面關(guān)鍵性能測(cè)試研究,高精度空間慣性傳感器是空間引力波探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)之一,而慣性傳感器中的檢驗(yàn)質(zhì)量上殘余電荷帶來的擾動(dòng)是必需考慮的噪聲源之一,目前國(guó)際上采用紫外放電技術(shù)對(duì)檢驗(yàn)質(zhì)量上的電荷進(jìn)行管理和控制。對(duì)于檢驗(yàn)質(zhì)量上電荷控制的效果,本文基于靜電扭擺提出了一種高精度的導(dǎo)體表面電勢(shì)測(cè)量系統(tǒng)來對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估。在研究中完成了整套實(shí)驗(yàn)裝置的研制,包括方案建模,理論分析,誤差分析,裝置的組裝搭建,調(diào)試改進(jìn),表面電勢(shì)測(cè)量。利用該方案可以測(cè)量檢驗(yàn)質(zhì)量電勢(shì)隨時(shí)間的變化,其測(cè)量精度達(dá)到0.7mV。該方案的提出和實(shí)現(xiàn),為以后有效的評(píng)估電荷管理水平提供了必要的技術(shù)手段。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH82

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