【摘要】：垂向超導(dǎo)加速度計(jì)具有基本噪聲低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),但是在動(dòng)態(tài)應(yīng)用環(huán)境中,非敏感自由度的交叉耦合制約著超導(dǎo)加速計(jì)的實(shí)際分辨率。對(duì)于檢驗(yàn)質(zhì)量全磁懸浮的超導(dǎo)加速度計(jì),檢驗(yàn)質(zhì)量在非敏感自由度的運(yùn)動(dòng),會(huì)改變超導(dǎo)加速度計(jì)探頭內(nèi)部磁場(chǎng)分布,導(dǎo)致敏感自由度探測(cè)線圈的磁通量發(fā)生改變,引入磁串?dāng)_交叉耦合噪聲。由于邊界條件復(fù)雜,難以用理論計(jì)算的方法評(píng)估磁串?dāng)_交叉耦合效應(yīng)。本文設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)磁串?dāng)_交叉耦合進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)驗(yàn)裝置參照實(shí)際超導(dǎo)加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),以納米位移臺(tái)調(diào)整檢驗(yàn)質(zhì)量與線圈的位置姿態(tài),通過(guò)給非敏感自由度超導(dǎo)線圈施加交變調(diào)制電流,模擬檢驗(yàn)質(zhì)量在非敏感軸方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致線圈的電流發(fā)生變化的情況;使用SQUID來(lái)測(cè)量耦合到探測(cè)回路的磁通變化,給出耦合磁通與變化電流的比值,即為磁串?dāng)_交叉耦合系數(shù)。本文測(cè)量了不同類(lèi)型非敏感自由度超導(dǎo)線圈的磁串?dāng)_耦合系數(shù),并且研究了成對(duì)線圈電流加載方式對(duì)耦合的影響。測(cè)量結(jié)果顯示,內(nèi)側(cè)壁線圈的磁串?dāng)_交叉耦合系數(shù)在10~(-3)μWb/A量級(jí),而外側(cè)壁線圈在10~(-4)μWb/A量級(jí),因此,內(nèi)側(cè)壁線圈為主要的磁串?dāng)_交叉耦合來(lái)源;當(dāng)內(nèi)側(cè)壁成對(duì)線圈磁場(chǎng)方向相反時(shí),能極大減小磁串?dāng)_交叉耦合。更進(jìn)一步,本文利用實(shí)測(cè)耦合系數(shù),評(píng)估了超導(dǎo)重力儀/重力梯度儀分別在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境及航空環(huán)境下的磁串?dāng)_交叉耦合效應(yīng),為超導(dǎo)重力儀器的磁串?dāng)_交叉耦合抑制及檢驗(yàn)質(zhì)量非敏感軸自由度控制方案提供了重要依據(jù)。
【圖文】：

1 緒論題研究背景空重力與重力梯度測(cè)量在地球物理勘探方面有廣泛應(yīng)用[1~6]，其中超具有分辨率高、漂移小、性能穩(wěn)定和動(dòng)力范圍寬等優(yōu)點(diǎn)[7~11]，被當(dāng)作力測(cè)量?jī)x器，已成為國(guó)外機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)研制對(duì)象[12~17]。本課題組從十二導(dǎo)重力儀器，目前在超導(dǎo)重力儀和重力梯度儀的研制方面均已經(jīng)取得導(dǎo)重力儀器的關(guān)鍵部件為超導(dǎo)加速度計(jì)。超導(dǎo)重力儀由單個(gè)垂向超導(dǎo)，用于相對(duì)重力測(cè)量；而ΓZZ型超導(dǎo)重力梯度儀由成對(duì)匹配的超導(dǎo)加，，如圖 1.2，兩檢驗(yàn)質(zhì)量所處高度不同，感受到的重力加速度存在差度計(jì)進(jìn)行差分測(cè)量，再除以兩檢驗(yàn)質(zhì)量基線長(zhǎng)度，便得到重力梯度信息

1 緒論題研究背景空重力與重力梯度測(cè)量在地球物理勘探方面有廣泛應(yīng)用[1~6]，其中超具有分辨率高、漂移小、性能穩(wěn)定和動(dòng)力范圍寬等優(yōu)點(diǎn)[7~11]，被當(dāng)作力測(cè)量?jī)x器，已成為國(guó)外機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)研制對(duì)象[12~17]。本課題組從十二導(dǎo)重力儀器，目前在超導(dǎo)重力儀和重力梯度儀的研制方面均已經(jīng)取得導(dǎo)重力儀器的關(guān)鍵部件為超導(dǎo)加速度計(jì)。超導(dǎo)重力儀由單個(gè)垂向超導(dǎo)，用于相對(duì)重力測(cè)量；而ΓZZ型超導(dǎo)重力梯度儀由成對(duì)匹配的超導(dǎo)加，如圖 1.2，兩檢驗(yàn)質(zhì)量所處高度不同，感受到的重力加速度存在差度計(jì)進(jìn)行差分測(cè)量，再除以兩檢驗(yàn)質(zhì)量基線長(zhǎng)度，便得到重力梯度信息
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：P631.13

【參考文獻(xiàn)】

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3 孫中苗,夏哲仁,石磐;航空重力測(cè)量研究進(jìn)展[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2004年03期

4 周堅(jiān)鑫,劉浩軍,王守坦,安戰(zhàn)鋒,余學(xué)中,張玉君;國(guó)外航空重力測(cè)量在地學(xué)中的應(yīng)用[J];物探與化探;2004年02期

5 曾昭發(fā),王者江;SQUID及在地球物理中的應(yīng)用[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2003年04期

6 孫和平,徐建橋,許厚澤;我國(guó)GWR超導(dǎo)重力儀觀測(cè)資料應(yīng)用研究進(jìn)展[J];大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué);2002年04期

7 鄭家祺,宋士元,吳培鈞,劉維,容錫q

本文編號(hào)：2709570