微小间隙下超导块材磁斥力精确测量技术和仪器

摘要

目前针对微小间隙下超导块材磁斥力的测量尚缺乏可靠的实验仪器,作为国家标准(GB/T 21115-2007)的超导块材磁斥力测量仪器只适合大间隙情况,定位及测量不够准确.针对这一现状本文对微小间隙下磁斥力精确测量技术进行了研究,改进了测量仪器的固定结构、定位装置、测量系统,实现了微小间隙下超导磁斥力的测量.在该测量仪器中为解决微小间隙精确定位以及微小间隙精确测量这两个关键问题,采用了多驱动方式控制永磁体定位、双位移传感器测量位移、施加预紧力等提高精度的方法.测量过程中当超导体与永磁体相距较远时电机驱动丝杠定位永磁体、电容式位移传感器测量位移,当超导体与永磁体相距较近时微调驱动丝杠实现微米级精确定位永磁体、涡流传感器测量位移,并在测量间隙的同时通过拉压力传感器测得磁力.另外,将固定于液氮杯中的超导块材更换为永磁体即可实现永磁磁力的测量.本文的研究成果将为微小间隙下超导块材磁斥力特性的试验研究提供参考.