永磁材料静态磁特性测试系统的设计与实现

发布时间：2017-08-31 07:05

  本文关键词：永磁材料静态磁特性测试系统的设计与实现

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【摘要】：随着科技的发展和社会生产力的不断提高,永磁材料的应用也变得日益广泛;因此,对于永磁材料静态磁参数的精确测量变得尤为重要。本课题从实际应用出发,设计了一款永磁材料静态磁参数测试系统,该系统能够准确、稳定、高效的进行数据测量。首先,本文详细介绍了永磁材料的发展历程,阐述了课题的研究背景及意义,并且结合国内外的发展现状,分析国内在这方面存在的不足。针对信号采集问题,设计了J线圈和H线圈;针对模拟积分器零点漂移问题,设计了一款数字积分器,应用复化梯形积分算法求取磁通。其次,具体阐述了系统的硬件总体方案设计;包括电源电路、系统充退磁电路、信号采集与处理电路,主控模块和通信电路。紧接着介绍了系统的软件设计;软件设计包括下位机各个模块设计,实现了系统的全自动测量以及上下位机之间的数据通信。最后,完成系统的样品测试。实验将三款样品反复测试,将测试的结果与第三方的检定结果比对得出误差。结果标明,相对于标准值,本系统测试所得的剩磁、矫顽力、内禀矫顽力误差为0.5%左右,而最大磁能积误差?%1,优于国家标准。实验表明,该款永磁材料静态磁参数测试系统,具有数据精度高、数据稳定性好、操作方便简单,满足实际要求。
【关键词】：永磁材料 静态磁参数 磁滞回线 数字积分算法 STM32F103
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 磁性材料分类10-11
• 1.3 几种磁性参数测试方法介绍11-12
• 1.4 国内外研究概况及研究方向12
• 1.5 论文的主要工作和结构12-14
• 第2章 永磁材料静态磁参数测试原理14-31
• 2.1 静态磁参数的意义14-15
• 2.2 磁化曲线与磁滞回线15-16
• 2.3 磁场强度的测试原理16-18
• 2.3.1 霍尔效应法17
• 2.3.2 电磁感应法17-18
• 2.4 H线圈与J线圈的设计18-21
• 2.4.1 H线圈的设计19-20
• 2.4.2 J线圈的设计20-21
• 2.5 数字积分器的选择与分析21-28
• 2.5.1 数字积分基本原理22-24
• 2.5.2 数字积分算法选择24-27
• 2.5.3 采样率和分辨率的确定27-28
• 2.6 数字积分器的标定28-30
• 2.6.1 标定原理28-29
• 2.6.2 磁通量标定的测试与分析29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 永磁材料测试系统的硬件设计31-45
• 3.1 系统总体硬件方案设计31-32
• 3.2 电源模块设计32
• 3.3 主控模块设计32-35
• 3.3.1 STM32F103芯片介绍32-33
• 3.3.2 A/D、D/A模块介绍33-35
• 3.4 充退磁模块设计35-38
• 3.4.1 磁场发生装置的设计35-36
• 3.4.2 压控恒流源的设计36-37
• 3.4.3 磁场换向电路的设计37-38
• 3.5 信号采集与处理模块设计38-43
• 3.5.1 前端放大电路设计38-40
• 3.5.2 低通滤波电路设计40
• 3.5.3 双门限比较电路设计40-42
• 3.5.4 电压平移电路设计42-43
• 3.6 RS-485 通信模块设计43-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 永磁材料参数测试系统的软件设计45-55
• 4.1 系统主程序45-46
• 4.2 系统充退磁控制程序46-49
• 4.3 增益控制子程序49-50
• 4.4 数据采集与处理子程序50-52
• 4.5 磁参数计算子程序52-53
• 4.6 通信子程序53-54
• 4.7 本章小结54-55
• 第5章 样品测试与误差分析55-65
• 5.1 上位机编译环境简述55-56
• 5.2 测试实验及数据分析56-62
• 5.2.1 测试实验及上位机显示56-58
• 5.2.2 实验数据分析58-62
• 5.3 测试误差来源分析62-64
• 5.3.1 系统本身误差分析62-63
• 5.3.2 外界因素引起的误差63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 总结与展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术成果71-72
• 附录B 攻读硕士学位期间所参加的科研项目72

【参考文献】

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本文编号：764140