扭摆实验中磁阻尼优化及电阻尼设计

发布时间：2021-03-30 10:22

　　扭摆系统由于其扭转自由度极高的探测灵敏度而被广泛应用于各类精密弱力测量实验。在地面高精度引力实验中通常利用悬丝悬挂检验质量构成的扭摆系统来测量吸引质量与检验质量之间的相互作用。但是在这类实验中,扭摆系统除了扭转自由度的运动外还存在单摆等模式运动,这些运动模式会导致出现“反常模式”引入误差。为了抑制扭摆系统的“反常模式”,通常会采用磁阻尼这类无源的阻尼系统,利用涡流损耗的方式抑制单摆运动。然而磁阻尼系统的引入也会带来诸多限制,尤其是在角加速度法测G实验中,传统的磁阻尼系统贡献了最大的偏差项。为了能够在有效抑制“反常模式”的同时减小阻尼系统引入的误差,我们亟需要对现有的磁阻尼进行优化改进或寻求新的“反常模式”抑制方案。因此,深入研究阻尼扭摆“反常模式”并减小阻尼系统在实验中引入的误差对各类基于扭摆系统开展的精密弱力测量实验有着重要的科学意义。本文中对磁阻尼系统进行了深入的研究,给出了磁阻尼在阻尼单摆运动的过程中阻尼力与扭摆运动速度之间的关系。通过优化磁阻尼系统的各项设计参数,在保证阻尼效果的前提下将角加速度法测G实验中磁阻尼引入的误差控制在10ppm以内。为了进一步减小阻尼系统引入的误差,... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“反常模式”时域数据及其幅度谱

阻尼系统示意图

“反常模式”观测数据

【参考文献】：
博士论文
[1]惯性传感器扭摆测试中地面振动和放电金丝的影响研究[D]. 刘力.华中科技大学 2012

硕士论文
[1]静电扭摆系统的实验验证及其在电荷管理应用中的初步研究[D]. 方乐.华中科技大学 2015
[2]地面振动对测G实验的影响与扭秤“反常模式”研究[D]. 范相东.华中科技大学 2007
[3]周期法测G中高精度周期拟合方法与"反常模式"研究[D]. 涂英.华中科技大学 2004



本文编号：3109351