基于三轴亥姆霍兹线圈的旋转磁场误差优化方法研究

摘要

磁场调控技术作为一种特定环境下的无线驱动的解决方案,在微尺度研究领域具有广阔的应用前景.利用空间磁场叠加原理,通过在特定嵌套结构构成的三轴亥姆霍兹线圈中通入随时间交变的激励电流,在结构中心区域叠加产生均匀的可控的空间旋转磁场.本文基于三维旋转磁场产生原理,进行了线圈参数匹配及误差分析,设计并优化了线圈参数,构建了相应模型,对其磁场特性进行有限元数值计算研究.通过相位补偿及电流补偿,优化旋转磁场的幅度误差、方位误差,验证线圈设计方法的可行性及误差优化的有效性.结果表明,优化线圈参数后仅需进行电流幅度补偿,即可实现旋转磁场方位误差、幅度误差的较大改善.