Создание малогабаритного эталона магнитного поля на базе магнитного экрана, высокооднородной подмагничивающей системы и эталонного оверхаузеровского магнитометра
Аннотация
Цель исследования – моделирование и создание эталона магнитного поля, определение параметров токопроводящей системы двух вложенных соленоидов, соответствующих требуемой для эталона однородности поля.
Методы исследования – аналитический расчет магнитной системы Гаррета локальным методом, варьирование параметров системы Гаррета и минимизация отклонения модуля вектора магнитной индукции
Задачи исследования:
1. Произвести расчет магнитных систем Гаррета и Гельмгольца локальным методом.
2. Создать модели магнитных систем Гаррета и Гельмгольца в программе COMSOL Multiphysics
3. Провести оптимизацию магнитной системы двух вложенных соленоидов в экране и без него
4. Создать эталон модуля вектора магнитной индукции
Структура дипломной работы состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.
Введение содержит описание эталона модуля магнитного поля, необходимых компонент для его создания: токопроводящей системы, создающей высокооднородное поле, ядерно-прецессионного магнитометра, ферромагнитного экрана.
В первой главе представлены аналитические выводы выражений для проекции магнитной индукции на ось симметрии системы парных колец и системы вложенных соленоидов Гаррета, расчет магнитных систем локальным методом, описание свойств ферромагнитных экранов.
Во второй главе описаны создание моделей токопроводящих систем в программе COMSOL Multiphysics, оптимизация системы двух вложенных соленоидов путем варьирования соотношения длин соленоидов и соотношения токов, текущих в них.
В третьей главе представлены описание создания эталона магнитного поля, проведение эксперимента, в ходе которого были измерены среднеквадратичное отклонение, модуль вектора магнитной индукции в центре системы, время поперечной релаксации намагниченности, сделаны выводы о точности, с которой модель воспроизводит реальную физическую систему.
В заключении сделаны выводы о созданной в программе COMSOL Multiphysics модели и созданном эталоне магнитного поля.
Методы исследования – аналитический расчет магнитной системы Гаррета локальным методом, варьирование параметров системы Гаррета и минимизация отклонения модуля вектора магнитной индукции
Задачи исследования:
1. Произвести расчет магнитных систем Гаррета и Гельмгольца локальным методом.
2. Создать модели магнитных систем Гаррета и Гельмгольца в программе COMSOL Multiphysics
3. Провести оптимизацию магнитной системы двух вложенных соленоидов в экране и без него
4. Создать эталон модуля вектора магнитной индукции
Структура дипломной работы состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.
Введение содержит описание эталона модуля магнитного поля, необходимых компонент для его создания: токопроводящей системы, создающей высокооднородное поле, ядерно-прецессионного магнитометра, ферромагнитного экрана.
В первой главе представлены аналитические выводы выражений для проекции магнитной индукции на ось симметрии системы парных колец и системы вложенных соленоидов Гаррета, расчет магнитных систем локальным методом, описание свойств ферромагнитных экранов.
Во второй главе описаны создание моделей токопроводящих систем в программе COMSOL Multiphysics, оптимизация системы двух вложенных соленоидов путем варьирования соотношения длин соленоидов и соотношения токов, текущих в них.
В третьей главе представлены описание создания эталона магнитного поля, проведение эксперимента, в ходе которого были измерены среднеквадратичное отклонение, модуль вектора магнитной индукции в центре системы, время поперечной релаксации намагниченности, сделаны выводы о точности, с которой модель воспроизводит реальную физическую систему.
В заключении сделаны выводы о созданной в программе COMSOL Multiphysics модели и созданном эталоне магнитного поля.