[發明專利]一種具有磁力梯度測量及懸浮超導球位置的反饋控制裝置

有效

• 申請號: 202010098796.4
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111273203B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 李春燕;張源;牛飛飛
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01R33/022
• 分類號: G01R33/022;G01R33/035
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種具有磁力梯度測量及懸浮超導球位置的反饋控制裝置，其特征在于，該反饋控制裝置主要包括：震蕩源、超導懸浮系統、鑒相器、電壓源、反相器、壓控開關、比例放大器、示波器、運算電路和單刀雙擲開關；其中震蕩源由交流電壓源、Ⅰ#震蕩器和Ⅱ#震蕩器組成，Ⅰ#震蕩器和Ⅱ#震蕩器由交流電壓源通過一個1：2的變壓線圈形成，Ⅰ#震蕩器和Ⅱ#震蕩器等幅同相；鑒相器由乘法器和低通濾波器連接組成；電壓源為直流可調電壓源；壓控電壓源由放大器和電壓跟隨器組成；超導懸浮系統由懸浮超導球和超導球腔組成，超導球腔由上極板、中極板和下極板組成，懸浮超導球與上極板和下極板組成差動電容；

該反饋控制裝置具體結構為震蕩源的Ⅰ#震蕩器B端連接Ⅰ#電容，Ⅱ#震蕩器D端連接Ⅱ#電容，Ⅰ#電容同時與超導懸浮系統的上極板和I#單刀雙擲開關相連，Ⅱ#電容同時與超導懸浮系統的下極板和Ⅱ#單刀雙擲開關相連，Ⅲ#電容與乘法器的一個輸入端連接；震蕩源的交流電壓源A端與鑒相器中乘法器的另一個輸入端相連；鑒相器中低通濾波器的輸入端與乘法器的輸出端相連；反相器的輸入端與低通濾波器的輸出端相連接；Ⅰ#壓控開關的d控制端與低通濾波器的輸出端連接，Ⅰ#壓控開關的a輸入端同時與低通濾波器輸出端、反相器的輸入端、比例放大器輸入端和Ⅱ#壓控開關的d控制端連接；比例放大器輸出端和示波器連接；Ⅰ#壓控開關的b輸入端與反相器的輸出端相連；運算電路的c輸入端與Ⅰ#壓控開關的c輸出端連接，運算電路的b輸入端和Ⅱ#電壓源的輸出端連接；Ⅱ#壓控開關的d控制端與低通濾波器輸出端相連接，運算電路的a輸出端和Ⅱ#壓控開關c輸入端連接后并通過壓控電壓源和超導球腔的中極板連接，中極板和Ⅲ#電容連接；Ⅱ#壓控開關的b輸出端與Ⅱ#單刀雙擲開關的一個觸點連接；Ⅱ#單刀雙擲開關另一個觸點與地連接；Ⅱ#單刀雙擲開關的定點分別與超導懸浮系統的下極板和Ⅱ#電容相連接；Ⅱ#壓控開關的a輸出端與Ⅰ#單刀雙擲開關的一個觸點連接；Ⅰ#單刀雙擲開關另一個觸點與Ⅰ#電壓源連接；Ⅰ#單刀雙擲開關的定點分別與超導懸浮系統的上極板和Ⅰ#電容相連接。

2.根據權利要求1所述具有磁力梯度測量及懸浮超導球位置的反饋控制裝置，其特征在于，所述I#單刀雙擲開關一個觸點與I#電壓源連接，Ⅱ#單刀雙擲開關另一個觸點與地連接，同時I#電壓源通過壓控電壓源與中極板相連，使反饋控制裝置在進行梯度測量時，保證懸浮超導球的電勢為0。

3.根據權利要求1所述具有磁力梯度測量及懸浮超導球位置的反饋控制裝置，其特征在于，所述低通濾波器輸出的信號大于0時，Ⅰ#壓控開關的a輸入端與低通濾波器接通，Ⅰ#壓控開關的b輸入端與反相器的輸出端斷開，即低通濾波器的輸出信號直接接入運算電路；當低通濾波器輸出的信號小于0時，Ⅰ#壓控開關的a輸入端與低通濾波器斷開，Ⅰ#壓控開關的b輸入端與反相器的輸出端接通，即低通濾波器的輸出信號通過反相器接入運算電路。

4.根據權利要求1所述具有磁力梯度測量及懸浮超導球位置的反饋控制裝置，其特征在于，I#單刀雙擲開關一個觸點與II#壓控開關的a輸出端連接，Ⅱ#單刀雙擲開關另一個觸點與II#壓控開關的b輸出端連接；所述運算電路為加法電路，通過調整Ⅱ#電壓源的輸出電壓，能夠使懸浮超導球在偏移0位置時，受到的回復力為一個恒力F。

5.根據權利要求1所述具有磁力梯度測量及懸浮超導球位置的反饋控制裝置，其特征在于，所述反饋控制裝置在進行反饋控制時，I#單刀雙擲開關一個觸點與II#壓控開關的a輸出端連接，Ⅱ#單刀雙擲開關另一個觸點與II#壓控開關的b輸出端連接，壓控電壓源的控制信號線與運算電路的輸出相連，保證懸浮超導球的電勢為0；當運算電路輸出信號大于0，Ⅱ#壓控開關的b輸出端與Ⅱ#單刀雙擲開關的地觸點接通，a輸出端與I#單刀雙擲開關斷開，即運算電路輸出信號作用在下極板，當運算電路輸出信號小于0，Ⅱ#壓控開關a輸出端與I#單刀雙擲開關接通，b輸出端與Ⅱ#單刀雙擲開關的地觸點斷開，運算電路輸出的電壓信號作用在上極板上。

6.根據權利要求1所述具有磁力梯度測量及懸浮超導球位置的反饋控制裝置，其特征在于，所述比例放大器的放大系數可調。