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作者:梁健明;龙建飞;王嘉彬;周炜杰;丛麟骁;徐禄祥;郭宁;
单位:国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院;国科大杭州高等研究院引力波太极实验室(杭州);中国科学院大学杭州高等研究院;
摘要:为研究微牛级电磁标定力装置动态响应特性,建立电磁标定力物理模型,分析激励电流频率、幅值及自身电感对动态标定力影响;利用有限元方法仿真获得正弦激励电流作用下的电磁力动态特性;搭建了实验装置并进行动态标定实验。研究结果表明:正弦激励电流低频作用下,电磁力装置产生的标定力大小与激励频率几乎无关,而当激励频率超过50 k Hz时,线圈电流的感抗作用逐渐增强进而影响标定力。采用高精度电子天平对低频激励下电磁力进行标定,当激励频率为0.01 Hz时,对测试采样数据进行正弦曲线拟合,其拟合值R2为0.998 95,具有较好拟合度;当激励频率超过0.8 Hz时,受限于电子天平灵敏度,导致采样曲线正弦拟合度出现较大偏差;电磁标定力主频率与激励频率具有良好的跟随性,两者频率线性拟合方程斜率k=1.006 94±0.001 98;电磁标定力测试结果与仿真结果相差为0.07%~2.16%,计算得到标定力扩展不确定度约为1.02%。
关键词:微推力器;;微牛级;;电磁力标定;;动态响应;;仿真分析;;标定实验
基金资助:国家重点研发计划(2021YFC2202700);; 国科大杭州高等研究院自主项目(2022ZZ01009);国科大杭州高等研究院青苗计划项目(2024HIAS-Y006)~~