青海師范大學(xué)畢業(yè)論文

1、PAGE PAGE 10青海師范大學(xué)畢業(yè)論文論文題目系 別: 物理系 專 業(yè): 物理學(xué) 班 級: 10B 學(xué)生姓名: XX 學(xué)號:20091711226指導(dǎo)教師姓名: XX 職稱:教授 最后完成時間: 2014年 5 月 15 日本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目審批表系別：物理系班級：10B班專業(yè)：物理學(xué)學(xué)生姓名xxx學(xué)號20091711226指導(dǎo)教師xxx職稱教授所選題目名稱：三維磁力和磁場測量系統(tǒng)設(shè)計題目來源：與指導(dǎo)教師商定選題理由：大學(xué)期間本人在實驗室協(xié)助老師做一些實驗設(shè)備操作和維護(hù)工作，對一些智能設(shè)備的設(shè)計方法有了一定的了解和掌握，也積累了一些經(jīng)驗，尤其是結(jié)合傳感器進(jìn)行一些物理量的測量和軟件開

2、發(fā)，通過三維磁力和磁場測量系統(tǒng)設(shè)計實驗來鍛煉自己能力，提高自己研究水平。指導(dǎo)教師意見：論文選題針對性強(qiáng)，具有一定的實踐和運(yùn)用價值，有利于提高學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。 2014年3月5日系（部）領(lǐng)導(dǎo)小組意見：2014年3月6日備注：本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查表系別：物理系 班級：10B 專業(yè)：物理學(xué)論文（設(shè)計）題目：三維磁力和磁場測量系統(tǒng)設(shè)計姓名xxx 學(xué)號20091711226 指導(dǎo)教師xxx 職稱教 授 計劃完成時間：2015.4.30 畢業(yè)論文人（設(shè)計）的進(jìn)度安排：1畢業(yè)設(shè)計選題時間：2015年3月1日-10日2論文初稿完成時間；2015年4月30日3論文中期檢查時間：2015年4月15日

3、-20日4畢業(yè)論文定稿時間：2015年5月15日5畢業(yè)論文答辯時間：2015年5月21日完成情況：根據(jù)論文題目，前提查閱大量文獻(xiàn)資料，利用實驗室現(xiàn)有裝置進(jìn)行改進(jìn)和完善,對系統(tǒng)整體設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等做了詳細(xì)研究，論文內(nèi)容基本完成。指導(dǎo)教師意見：根據(jù)論文要求，查閱大量文獻(xiàn)資料，利用實驗室現(xiàn)有裝置進(jìn)行改進(jìn)和完善,對系統(tǒng)整體設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等做了詳細(xì)研究，需進(jìn)一步完善和修改論文內(nèi)容。 2015年4月18日備注：本科畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)教師評語系別：物理系班級：10B班專業(yè)：物理學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：三維磁力和磁場測量系統(tǒng)設(shè)計姓名xxx學(xué)號xxx指導(dǎo)教師xxx職稱xxx指導(dǎo)教師給分:指

4、導(dǎo)教師評語：本論文在實驗室現(xiàn)有磁力和磁場測量系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化系統(tǒng)，并設(shè)計了一種三維磁力和磁場測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用運(yùn)動控制模塊驅(qū)動測量懸臂按照設(shè)定的路徑運(yùn)動，使固定在懸臂上的力傳感器和霍爾傳感器檢測磁體之間的作用力和磁體表面的磁場信號，通過數(shù)據(jù)采集模塊實時采集力和磁場信號，并送給工控機(jī)軟件保存，通過運(yùn)算處理后以圖形的形式、同步直接輸出顯示在計算機(jī)屏幕上。實驗測試表明，該系統(tǒng)能實時精確測量三維磁力和三維磁場分布。 論文實驗設(shè)計合理，方案可行，數(shù)據(jù)豐富，結(jié)果分析透徹。 論文章節(jié)安排合理，內(nèi)容比較充實，科學(xué)規(guī)范，可反映出該同學(xué)做了大量前期工作，理論和實驗技能基礎(chǔ)較扎實。2015年5月21日畢業(yè)

5、論文（設(shè)計）分工情況：（多人合作研究時填寫）備注：本科畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄表系別：物理系班級：10B班專業(yè)：物理學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：三維磁力和磁場測量系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名xxx學(xué)號20091711226 指導(dǎo)教師xxx職稱教 授答辯委員會名單： 姜占才 唐新科 袁海良 李 濤 李金林 梁文英馬 俊 萬存忠 王蘊(yùn)杰 答辯委員會評語： 論文對實驗室現(xiàn)有磁力和磁場測量系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化系統(tǒng)，并設(shè)計了一種三維磁力和磁場測量系統(tǒng)，系統(tǒng)利用運(yùn)動控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等實時采集力和磁場信號，并送給工控機(jī)軟件保存，通過運(yùn)算處理后以圖形的形式、同步直接輸出顯示在計算機(jī)屏幕上，系統(tǒng)能實時精確測量三維磁力

6、和三維磁場分布。論文章節(jié)安排合理，內(nèi)容較充實，科學(xué)規(guī)范，實驗設(shè)計合理，結(jié)果分析清楚，可反映出該同學(xué)理論和實驗技能基礎(chǔ)比較扎實。論文答辯語言流暢，表達(dá)清楚，工作有成效，已達(dá)到本科畢業(yè)優(yōu)秀論文的基本要求。答辯委員會主任：2014年5月21日答辯委員會給分： 指導(dǎo)教師給分： 畢業(yè)論文（設(shè)計）最終得分： 備注：摘要：磁力和磁場在磁懸浮力特性的精確測量具有廣泛的應(yīng)用。本文在實驗室現(xiàn)有磁力和磁場測量系統(tǒng)基礎(chǔ)上通過改進(jìn)和優(yōu)化系統(tǒng)，并設(shè)計了一種三維磁力和磁場測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用運(yùn)動控制模塊驅(qū)動測量懸臂按照設(shè)定的路徑運(yùn)動，使固定在懸臂上的力傳感器和霍爾傳感器檢測磁體之間的作用力和磁體表面的磁場信號，通過數(shù)據(jù)采集

7、模塊實時采集力和磁場信號，并送給工控機(jī)軟件保存，通過運(yùn)算處理后以圖形的形式、同步直接輸出顯示在計算機(jī)屏幕上。實驗測試表明，該系統(tǒng)能實時精確測量三維磁力和三維磁場分布。 關(guān)鍵詞：磁力； 磁場分布； 數(shù)據(jù)采集；傳感器 說明: 中文摘要：和關(guān)鍵詞：字號:三號，字體：宋體 英文“Abstract:”和“Keywords:” 字號:三號，字體:Times New Roman Abstract: The accurate measurement of magnetic and magnetic levitation force characteristics in the magnet with a wi

8、de range of applications. This paper focuses on the improvement and optimization of system in the laboratory existing magnetic and magnetic field measurement system, and designs a three-dimensional magnetic force and magnetic field measurement system, the system uses the motion control module drivin

9、g measurement of cantilever in accordance with the path set, the fixed on the cantilever force sensor magnetic signals between the device and Hall sensor magnet force and the surface of the magnet, acquisition module real-time acquisition of force and magnetic signals through the data, and then sent

10、 to the computer software to save, by computing processing in graphical form, synchronous output directly displayed on the computer screen. Experimental tests show that the system can real-time, accurate measurement and 3D magnetic field distribution. Keywords: magnetic; magnetic field distribution;

11、 data acquisition; sensor 1 引言 ( 注：各級標(biāo)題字號均為：四號，字體：宋體，加粗；正文：字號均為：四號，字體：宋體，行距：1.5倍行距，有英文、字符等符號時，正文整體選擇字體：Times New Roman 即可) xxx是人們最關(guān)注的高新技術(shù)之一。目前有四種類型的磁懸浮，一是以德國為代表的常導(dǎo)電式磁懸浮，二是以日本為代表的超導(dǎo)電動磁懸浮，三是我們國家開發(fā)的永磁磁懸浮，四是基于REBCO 塊材的高溫超導(dǎo)磁懸浮。前兩種磁懸浮都需要通過電力來提供磁懸浮動力，而后兩種則是用超導(dǎo)材料和永磁材料、或永磁材料與永磁材料之間的相互作用力來實現(xiàn)磁懸浮，不需要任何其它動力支持。雖然

12、這幾種實現(xiàn)磁懸浮的技術(shù)原理和方法不同，但是在磁懸浮系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用過程中，其磁懸浮力大小和磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定性是設(shè)計時必須考慮的重要參數(shù)。因此，對系統(tǒng)磁懸浮力特性的精確測量具有非常重要的意義。 在磁懸浮力測試方面，各研究單位基本上用的都是一維的磁力測試裝置，如美國Cornell 大學(xué)、休斯頓大學(xué)、日本的國際超導(dǎo)研究中心，中國的北京有色金屬研究總院、西北有色金屬研究院、西南交通大學(xué)、蘭州大學(xué)等，其中只有較少的單位具有測量二維或三維磁力的條件，如西南交通大學(xué)和陜西師范大學(xué)，而且各單位的磁懸浮力測試裝置基本上都是自己制作的，在塊狀高溫超導(dǎo)體磁懸浮力測量裝置及測試方法、便攜式壓力測量裝置、磁力測量演示裝

13、置、壓力測量變換器、橫向力測量裝置等專利技術(shù)中，都只能測量一個方向力的大??；專利高溫超導(dǎo)磁懸浮測試方法、高溫超導(dǎo)磁懸浮性能測試裝置及使用該裝置的測試方法等能測量二個方向力的大小。在三維磁力測試方面，目前，功能比較齊全的裝置是陜西師范大學(xué)發(fā)明的三維空間磁場與磁力測試裝置1，雖然該裝置能夠很好的測量出磁體或超導(dǎo)體在三個方向的受力，但由于其在磁力測量時，采用了一個拉壓力傳感器對Z軸力的測量，4個壓力傳感器分別對X和Y方向力的測量，共用了5個力傳感器來實現(xiàn)對三維磁力的測量。在該裝置中，力的測量部分設(shè)計較復(fù)雜、引線較多，特別是對一個水平方向力的測量采用了兩個壓力傳感器，使得對該方向?qū)嶋H受力的分析難度加大

14、，工作效率不高。本文在實驗室現(xiàn)有磁力和磁場測量系統(tǒng)基礎(chǔ)上通過改進(jìn)和優(yōu)化系統(tǒng)，并設(shè)計了一種能夠方便、高效、準(zhǔn)確測量三維磁力和磁場測量系統(tǒng)。 2 三維磁力和磁場測量系統(tǒng)總體設(shè)計 本文設(shè)計的系統(tǒng)主要由測量用數(shù)控平臺2,3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4、工控機(jī)、運(yùn)動控制系統(tǒng)5-7等組成。如圖1為系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖，系統(tǒng)中用三維力傳感器來測量磁體與磁體之間的相互作用力，三維霍耳傳感器測量磁體在空間的磁場分布。在測試系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)來自外部現(xiàn)場信號，這些信號通過NI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得，因此，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集部分顯得極為重要，而作為數(shù)據(jù)采集的核心器件A/D轉(zhuǎn)換器集成在數(shù)據(jù)采集卡上，采用軟件觸發(fā)的工作方式，利用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

15、，其中輸送到A/D輸入端的信號質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響最終的數(shù)據(jù)質(zhì)量。根據(jù)文獻(xiàn)4567，為了實現(xiàn)數(shù)控平臺上測試機(jī)械部件的運(yùn)動控制，通過工控機(jī)軟件平臺，利用菜單命令或工具按鈕給控制卡發(fā)出要相應(yīng)的命令，控制卡接收到該命令后在內(nèi)部做相應(yīng)的處理和運(yùn)算，然后給驅(qū)動器發(fā)出一定頻率的脈沖和方向指令，驅(qū)動器對板卡發(fā)來的位置指令信號經(jīng)過PID等控制運(yùn)算后輸出電壓信號，產(chǎn)生馬達(dá)力矩使電機(jī)按照指令運(yùn)轉(zhuǎn)，同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度帶動測試機(jī)構(gòu)運(yùn)動。 根據(jù)不同的測量需要，運(yùn)動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對機(jī)械部件運(yùn)動路徑的自動控制，固定在機(jī)械部件上傳感器在運(yùn)動的過程中，對現(xiàn)場

16、被測信號進(jìn)行實時檢測，經(jīng)信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡對信號進(jìn)行必要的調(diào)理、采集，利用工控機(jī)上相應(yīng)的處理軟件對最終數(shù)據(jù)保存，做進(jìn)一步分析、處理和打印輸出。 PCI總線數(shù)控平臺工控機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)第n路第1路. 傳感器驅(qū)動器及電機(jī)懸臂、樣品盒、測試盒第1路第n路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).信號調(diào)理器圖1 三維磁力和磁場測量系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 （注： 圖注字號：小四號，居中；圖要居中）2.1 系統(tǒng)各功能模塊的介紹 2.1.1 力傳感器 xxxxxxxxx2.1.2 霍爾傳感器 xxxxxxxxx2.1. 3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx。 2.1.4 運(yùn)動控制系統(tǒng) xxxxxxxx

17、xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx。 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 xxxxxxxxxxxxxxxx。3.1 xxxxxxx 3.1.1 xxxxxxx xxxxxxxxxx。 3.1.2 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx。xxxxxxx3.1.3 xxxxxxxx xxxxxxxx。4 xxxxxx4.1 xxxxxx 4.2 xxxxxxxx xxxxxxx 5 結(jié)論 xxxxxxxxxxxx 參考文獻(xiàn)： 1 張三, 三維空間磁場與磁力測試裝置. 國家發(fā)明專利. 200410073501.9. 2008.1-3. 2 W.M. Yang，X.X. Chao, Z.B. Shu, et al. A levitation force and magnetic field distribution measurement system in three dimensions, Physic