电磁泵地结构和原理

word电磁泵的结构和原理电磁泵 Solenoid Pump, 是一种电磁铁驱动的柱塞泵. 是一种高压微型泵。特点有：结构紧凑，输出压力高，无泄漏，体积小，动态调节特性好，输出流量较小等电磁泵的电源是：1. 交流过滤后的半波. 或2. 其它单向方波电流.右边是电磁泵的结构图A 图/上图: 电磁泵通电瞬间的状态图.B 图/下图: 电磁泵断电瞬间的状态图.电磁泵的工作原理:A 图/上图: 当电磁铁线圈通电时, 滑杆 (Plunger) 在电磁场力作用下向右运动, 密封仓 (Pressure Chamber) 容积增大, 压力(Pressure) P 小于进口气压(Inlet Pressure) P in 时, 液体流入密封仓(Pressure Chamber).B 图/下图: 当产品断电时, 滑杆 (Plunger) 在弹簧力作用下向左运动, 密封仓 (Pressure Chamber) 容积减小, 压力 P 大于出口压力(Outlet Pressure) P out 时, 流体从出口流出. 一般城市电源整流后脉冲频率为 50 或 60 Hz, 滑杆左右运动的频率也是 50 或 60 Hz. 这样流体就连续不断的从进口流入, 出口流出.电磁泵（Solenoid pump）,亦称为振动柱塞泵(Oscillating or Vibrating piston pump)，是一种将电磁动力和泵体直接结合为一体的高压微型泵，不需要驱动轴，通电后线圈产生磁力，推动柱塞运动，输送液体。电磁泵是一种特点突出的泵类产品，具有结构紧凑，易于布置在狭小空间，输出压力高，无泄漏，体积小，价格相对低廉，动态调节特性好，输出流量较小等特点。 电磁泵由于形体小巧虽然便于安装，但也决定了它的压力和流量不会很高；以往主要应用在饮料冲饮机、蒸汽清洗机、冲牙器、喷雾加湿器、过滤器增压机、计量泵、地毯清洗机等需要小流量清水的场合，以民用设备为主。德国巴沃瑞Bavaria电磁泵带来了科技突破。以往的电磁泵通常只能输送低压小流量的水；巴沃瑞不但可以输送水，还可以输送轻质油，而且压力、流量围更广; 更重要的是，巴沃瑞的寿命提高到20000小时，并且可以忍受更长时间的干转。因此，巴沃瑞电磁泵可以应用到更多的工业机械供油场合，结合该泵体积、质量轻巧的特点，扩充了电磁泵的应用空间。流量(Max)：400 l/h输出压力(Max):25 bar工作介质：水；轻质油；带腐蚀性液体。工作电压：AC 24-42-110-230V 50,60HZ; DC 12-24V寿命:20000 h应用：作为计量泵使用-通过改变电压或者频率来控制流量。作为润滑泵使用特别适合主轴、导轨等需要微量润滑且空间狭小的场合。作为燃油输送泵使用可以作为柴油机燃油系统供油泵。需要微量循环液、冷却液的场合反渗透RO纯水机、超滤装置、咖啡机、软饮料达循环系统、各类冷却系统、恒温循环器、恒温槽、供油润滑系统等；大型焊机的冷却系统、激光冷却系统、真空系统的冷却循环装置、实验室恒温系统、大型喷绘机、肾透析机、舞台烟雾机、太阳能系统、医疗实验装置、食品加工物流输送等 ；空调排水系统、意式咖啡机、烟雾发生器、珠宝清洗机。我们通过电磁泵原理的阐述，来说明磁场对通电液体的作用。在原子反应堆中用来进行热交换的液态金属（钠），专用医疗机中的血液，都是靠电磁泵来驱动的。图2-1是电磁泵的工作原理图。矩形截面积为S=ab的导管中是某种导电液体，磁感应强度为B的匀强磁场，沿垂直于导管的方向通过导管中的流体，磁场的宽度为l，当有图示方向的电流I通过导电流体时，则流体便会被驱动。下面我们要说明通电流体被磁场驱动的原理，并计算驱动力和驱动力对流体的压强。取图2-1的一个剖面，这个剖面图是逆着匀强磁场的方向看去的，剖面与磁场方向垂直，磁场垂直于剖面指向读者；电流I的方向向上，即正离子的方向向上，负离子的方向向下；根据左手定则，正负离子均受磁场力的作用，磁场力的方向向右。导电液体实际上都是等离子体，即正负离子数相等，正负离子的带电量也相等。若单位体积导电粒子数为n，每个导电粒子的带电量为q，则每个带电粒子（即离子）所受的磁场力为：f=Bqv0式中v0是带电粒子在电流方向上的定向运动的速率，根据导电理论可知：Inblv0q式中bl=S，是电流I的横截面积，根据此式可得v0=I/nblq，则f=BI/nbl.导电流体中受到磁场作用力的带电粒子的总数为N=nabl，则磁场对导电流体的驱动力，即合力为：单位面积上所受的力为压强（p），所以磁场驱动流体的压强为：电磁泵的结构和原理默认分类2008-04-04 14:30:12阅读58评论0字号：大中小订阅电磁泵 Solenoid Pump, 是一种电磁铁驱动的柱塞泵. 是一种高压微型泵。特点有：结构紧凑，输出压力高，无泄漏，体积小，动态调节特性好，输出流量较小等电磁泵的电源是：1. 交流过滤后的半波. 或2. 其它单向方波电流.右边是电磁泵的结构图A 图/上图: 电磁泵通电瞬间的状态图.B 图/下图: 电磁泵断电瞬间的状态图.电磁泵的工作原理:A 图/上图: 当电磁铁线圈通电时, 滑杆 (Plunger) 在电磁场力作用下向右运动, 密封仓 (Pressure Chamber) 容积增大, 压力(Pressure) P 小于进口气压(Inlet Pressure) P in 时, 液体流入密封仓(Pressure Chamber).B 图/下图: 当产品断电时, 滑杆 (Plunger) 在弹簧力作用下向左运动, 密封仓 (Pressure Chamber) 容积减小, 压力 P 大于出口压力(Outlet Pressure) P out 时, 流体从出口流出. 一般城市电源整流后脉冲频率为 50 或 60 Hz, 滑杆左右运动的频率也是 50 或 60 Hz. 这样流体就连续不断的从进口流入, 出口流出.图中英文对应中文意思:Outlet Pressure: P out = 出口压力 P outPlunger = 滑杆Inlet Pressure P in = 进口压力 P inPressure Chamber Pressure P = 压力仓压力 PPlunger Motion Direction = 滑杆运动方向Liquid Flow Direction = 液体流动方向电磁推进技术默认分类2008-04-04 15:01:33阅读113评论0字号：大中小订阅磁流体推进简介磁流体推进的基本原理是基于物理学中著名的弗来明定律，即通电的海水在与其电场垂直的磁场中，受到电磁力洛伦兹力作用而运动，其反作用力推动船舶前进。 这种推进方式无旋转机械传动，无螺旋桨和叶轮，消除了与旋转机械有关的噪声部件，因此，将大大降低推进器噪声，真正实现船舶的安静航行。 我国从1996年由中科院电工所开始进行超导电磁流体技术的研究，已经建成了拥有5T螺管超导磁体的电磁流体推进实验室，成功研制了螺旋式电磁流体推进实验船（HEMS1），并获中科院2000年度科技进步二等奖。1999年中科院电工所和日本神户商船大学利用日本国立金属研究所高场强开放实验室的条件，进行了高磁场条件下（14特斯拉）磁流体推进器性能试验研究。试验结果表明：推进器最高电效率为40，最大电磁力密度为20000N/m3，其技术性能指标比“大和一号”提高了近10倍，是目前世界上磁流体推进技术在试验研究中所达到的最高参数。在这次合作试验中，中方承担了核心部分磁流体推进器的研制。这次试验的成功，确立了我国在该领域的国际先进地位。同时，我们还拥有平行螺管超导磁体组合式磁流体海水推进器和一种超导磁流体船舶推进器等多项相关专利。图1表示磁流体推进器的基本原理，由于海水导电，给推进器管道中的海水施加一个磁场和一个与磁场正交的电场，管道中的海水就会受到一个与电场和磁 图1： 磁流体推进器的基本原理场垂直的电磁力（洛伦兹力）的作用。当这个力的方向沿着船尾方向时，海水将向船尾方向运动，同时，海水的运动给船体一个反作用力，使船体向前运动。 本项研究起初只应用于海洋船舶推进，现在推广到了导电液体，极大拓宽了研究应用围。 海洋浮油回收船众所周知，海面经常发生油品泄漏事件，对环境造成了极大的影响。现在对于原油中的重油一般采用先用吸附物收集，然后再用挤、刮等方法处理。而原油中的轻质油则只能采用在海面抛撒分散剂，使其沉入海底的的方法。这些方法都不能快速有效地解决问题，而且还有可能带来二次污染。针对目前难以处理的轻质油和化工原料的海洋油污染，中科院电工研究所点磁推进组提出了磁流体海洋以油回收新技术。该技术基于电磁流体推进的基本原理以及油和海水之间电物理特性的差异，具有操作简单，回收彻底，回收油品质高，对海洋环境影响小等特点。根据海洋以油的分布状态和特点，可分为分层流和混合流两种海洋溢油分离回收方式。从2002年开始，磁推进组与企业和日本神户大学合作，开展了该技术的研究。建立了相应的海洋溢油分离回收系统的数学模型，研制了模拟试验装置，进行了试验研究。2004年，成功研制了油水分层流海洋浮油回收试验船，其分离通道截面为1218平方毫米，磁场强度为0.87T，工作电流为1013A时，收油量可达65kg/h70kg/h，回收油含水率小于5%。2006年与日本神户大学合作，顺利完成了混合流分离回收模拟试验。试验结果表明：当磁场强度为10T，工作电流为2A，油珠直径为0.5mm时，分离率可达到99.45%。磁流体血液泵磁流体血液泵是一种新型的血液驱动装置。它基于磁流体推进的基本原理和血液的导电特性。在该装置中，血液中没有运动的机械部件和周期性的机械变形，因而对血液没有机械积压的破坏作用，降低了血液驱动过程中对血液生化特性的影响。这种新型血液驱动方式的研究，对人工心脏辅助装置有重要意义。中科院电工研究所磁推进组于2003年开始交流磁流体血液泵的研究。建立了交流磁流体推进器的数学模型，对环形通道部电磁流体动力学特性进行了仿真分析。模拟试验装置采用魔环结构的四极永磁磁体和环形通道的血动力室。试验结果表明，当磁场强度为0.85T，磁体转速为3000转/分，通道的流速约为0.23m/s，流量可达到47.4升/分。铜包铝线生产工艺流程默认分类2008-04-04 15:15:00阅读48评论0字号：大中小订阅铜包铝线是在铝芯上同心地包覆铜层并使铜铝界面形成金属结合的双金属复合导线，它是铜导线的更新换代产品，二十一世纪的新复合材料。具有合理利用自然资源，降低生产成本，方便工程施工等优点，具有广阔的发展前景。工艺流程图：评论这转发至微博陀螺仪工作原理与应用（陀螺经纬仪 Jyro Station）默认分类2008-04-04 15:45:20阅读6评论0字号：大中小订阅来源：译自日本测量06年8月号 作者：日本测量仪器工业会 更新日期：2006-9-22 阅读次数：3388为了求得测量的基准方位和日照时间的方位，必须使用磁针罗盘仪进行天体观测。然而，磁针罗盘仪的精度有限，在天体观测中还要受到确保通视、天气、场所和时间等观测条件的影响。为了解决这些问题，可采用利用了力学原理求得真北的陀螺经纬仪。陀螺经纬仪在隧道测量以及由于不能和已知点通视而无法确定方位、方向角的情况下都能发挥很大的作用。（图1：陀螺工作站）1、陀螺工作站的原理高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于铅直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。2、陀螺工作站的构造（图4：陀螺经纬仪的构造 0点调整螺丝， 吊线，照明灯，陀螺转子、指针、供电用馈线、反射镜、陀螺马达、刻度线、目镜）。陀螺经纬仪的陀螺装置由陀螺部分和电源部分组成。此陀螺装置与全站仪结合而成。陀螺本体在装置用丝线吊起使旋转轴处于水平。当陀螺旋转时，由于地球的自转，旋转轴在水平面以真北为中心产生缓慢的岁差运动。旋转轴的方向由装置外的目镜可以进行观测，陀螺指针的振动中心方向指向真北。利用陀螺经纬仪的真北测定方法有“追尾测定”和“时间测定”等。追尾测定反转法利用全站仪的水平微动螺丝对陀螺经纬仪显示岁差运动的刻度盘进行追尾。在震动方向反转的点上（此时运动停止）读取水平角。如此继续测定之，求得其平均震动的中心角。用此方法进行20分钟的观测可以求得+/-0。5分的真北方向。时间测定通过法用追尾测定观测真北方向后，陀螺经纬仪指向了真北方向，其指针由于岁差运动而左右摆动。用全站仪的水平微动螺丝对指针的摆动进行追尾，当指针通过0点时反复记录水平角，可以提高时间测定的精度，并以+/-20秒的精度求得真北方向。（图2： 摇头运动）（图3：向子午线的岁差运动）（图5：指针与刻度盘 刻度线/0点/指针）3、 陀螺全站仪的应用实例3.1 隧道中心线测量在隧道等挖掘工程中，坑的中心线测量一般采用难以保证精度的长距离导线。特别是进行盾构挖掘（shield tunnel）的情况，从立坑的短基准中心线出发必须有很高的测角精度和移站精度，测量中还要经常进行地面和地下的对应检查，以确保测量的精度。特别是在密集的城市地区，不可能进行过多的检测作业而遇到困难。如果使用陀螺经纬仪可以得到绝对高精度的方位基准，而且可减少耗费很高的检测作业（检查点最少），是一种效率很高的中心线测量方法。（图6：盾构挖掘的中心线测量 陀螺工作站/真北/检查点/立坑/陀螺工作站）3.2 通视障碍时的方向角获取当有通视障碍，不能从已知点取得方向角时，可以采用天文测量或陀螺经纬仪测量的方法获取方向角（根据建设省测量规）。与天文测量比较，陀螺经纬仪测量的方法有很多优越性：对天气的依赖少、云的多少无关、无须复杂的天文计算、在现场可以得到任意测线的方向角而容易计算闭合差。（图7：通视障碍时的方向角获取 已知点）3.3 日影计算所需的真北测定在城市或近郊地区对高层建筑有日照或日影条件的高度限制。在建筑申请时，要附加日影图。此日影图是指，在冬至的真太阳时的8点到16点为基准，进行为了计算、图面绘制所需要的高精度真北方向测定。使用陀螺经纬仪测量可以获得不受天气、时间影响的真北测量。了解陀螺仪默认分类2008-04-04 15:54:33阅读9评论0字号：大中小订阅2007-09-21 20:57:51 | 作者：flora | 点击：470 | 第1页/共1页 你可能并不知道，飞机和宇宙飞船都使用技术含量极低的陀螺仪导航。阅读本文，发掘陀螺运动背后的秘密！ 如果你玩过陀螺玩具，就知道它能表演各种各样有趣的绝技。陀螺能在细线或手指上保持平衡；能以非常奇妙的方式抵制自转轴运动；但最有趣的陀螺效应还是进动。这是陀螺仪抵抗重力的表现。下面的视频用自行车轮充当陀螺仪，展示了进动效应： 最惊人的部分 - 同时也是陀螺仪最难以置信的事情在于，回转的自行车轮能像下图一样悬在空中： 它是怎么做到的？ 这种神秘的效应就是“进动”。一般情况下，进动的发生过程是：如果有一个陀螺仪正在旋转，而你施力转动它的自转轴，则陀螺仪反而会围绕与力轴成直角的轴转动，就像这样：它是怎么做到的？ 这种神秘的效应就是“进动”。一般情况下，进动的发生过程是：如果有一个陀螺仪正在旋转，而你施力转动它的自转轴，则陀螺仪反而会围绕与力轴成直角的轴转动，就像这样：在图 1 中，陀螺仪正围绕自己的轴旋转。在图 2 中，施力以转动陀螺仪的自转轴。在图 3 中，陀螺仪沿着与输入力垂直的轴对输入力做出反应。那么，为何会发生进动呢？ 陀螺仪可算是非常复杂的物体，因为它们以独特的方式运动，甚至像在抵抗重力。正是这些特殊属性令其对各个方面都极为重要，包括自行车和宇宙飞船上的先进导航系统。一般的飞机要用约十多个陀螺仪，遍布在罗盘和自动驾驶仪等各个地方。俄罗斯米尔空间站 (Russian Mir space station) 曾使用 11 个陀螺仪保持其方向对准太阳，哈勃太空望远镜也有大量导航陀螺仪。陀螺效应对溜溜球和飞盘等玩具也至关重要。 在本篇 HowStuffWorks 文章中，我们将对陀螺仪进行介绍，并了解它们的应用为何如此广泛。此外，还能看到陀螺仪奇妙运动的成因！ 陀螺仪为何会发生这种运动？自行车轮的轮轴居然能那样悬在空中，看上去简直不可思议。不过，只要想想在旋转时陀螺仪的不同部位实际上都发生了什么，就会明白这种运动完全正常！ 让我们研究一下陀螺仪旋转时的两个小部位 - 顶端和底端，如图所示： 向轮轴施力时，标示的两点会尝试向指示的方向运动。如图所示，向轮轴施力时，陀螺仪顶端的部位将试图向左运动，而底端部位则试图向右运动。如果陀螺仪没有旋转，则车轮会倒下（如前一页的视频所示）。如果陀螺仪正在旋转，试想一下这两个部位都发生了什么：牛顿第一运动定律指出，运动中的物体会持续沿直线恒速运动，直到受不平衡力作用。因此，陀螺仪顶点受施加到轮轴的力的作用，开始向左运动。根据牛顿第一运动定律，它会继续尝试向左运动，但陀螺仪的旋转又转动了它，如下图所示： 两个点一边转动，一边继续自己的运动。这种效应就是进动的成因。陀螺仪的不同部位在同一点受力，但随后又转动到新的位置！当陀螺仪顶端的部位向一侧转动 90 度时，就会继续向左运动的惯性。底端的部位也是如此 - 向一侧转动 90 度，并继续向右运动的惯性。这些力以进动方向转动车轮。当标示的点继续转动的角度超过 90 度时，原来的运动就取消了。于是陀螺仪的轴悬在空中并开始进动。经过这样一番研究，你就明白进动一点都不神秘，它完全符合物理定律！ 进动效应总括起来就是，一旦开始旋转陀螺仪，它的轴就总是试图指往同一方向。的确，只要将陀螺仪放在一套平衡环中，它就能持续指往同一方向。这也是陀螺罗经的基本原理。 如果在一个平台上装两个陀螺仪，并让它们的轴互成直角，然后把平台放入一套平衡环中，那么无论平衡环怎样转动，平台都将完全保持稳定。这是惯性导航系统 (inertial navigation systems, INS) 的基本原理。 在 INS 中，平衡环轴上的传感器会探测平台的转动。INS 通过这些信号获悉交通工具相对于平台的转动。如果为平台添加一套有三个敏感加速计的装置，就能准确辨别交通工具驶向何方，及其在所有三个方向的运动变化。有了此信息，飞机的自动驾驶仪就能让飞机保持航线，火箭的导航系统就能让火箭进入理想轨道！我做的磁悬浮默认分类2008-04-04 16:20:30阅读8评论0字号：大中小订阅磁悬浮想法由来已久，就是用磁力克服重力让物体悬空，但真正做起来并不容易，主要原因是没有稳定的平衡点。要达到悬浮，必须是稳定的悬浮。也就是说，用一个力（或位移）在任何方向上（上下左右前后等）来（小）扰动被悬浮物，都会有一个恢复力，使得外力撤消后重新恢复平衡。我见过的磁悬浮可以分成有源的和无源的两大类，前者比如反馈式的，用光电、磁电等手段检测到被悬浮物体偏离正常悬浮点后，通过调节电磁铁的电流来使得物体保持在悬浮点附近，因此需要用电。这样的悬浮从道理上看，与开直升飞机悬停没什么区别。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out;无源悬浮又分为超导悬浮和普通磁悬浮两类，前者是靠超导体的完全抗磁性来达到的，超导体和磁体之间就像安装了弹簧一样。简单说就是任何磁铁在超导体附近的移动都会在超导体表面产生电流，而这个感生电流所产生的磁场阻碍磁铁的运动，因此磁铁就与超导体相对静止。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; 普通磁悬浮又可分成两类，排斥悬浮和吸引悬浮。排斥悬浮有成品可买到，就是所谓的陀螺悬浮。其原理是用五块大磁铁（比如四角四块N极向上、中间一块S极向上）在悬浮空间上方产生一个磁场谷（对N极向下的悬浮磁铁周围排斥力强但中间弱），那么只要被悬浮磁铁的极性得到保持，就可以成功悬浮。但处于自由状态的磁铁会上下反转，把排斥力变成吸引力，结果悬浮就失败。解决这一问题的办法就是把悬浮磁铁做成陀螺，保证在运转期间极性不反转，这样才能悬浮起来。这个“玩具”我很早也买过，悬浮需要技巧，陀螺的重量要通过垫片调整到误差在0.1g之才能悬浮，而且要求底座很平。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out;以上悬浮要么需要能量，要么需要不会持久保持的条件（超导的低温、陀螺的旋转），因此都不是永久悬浮方案。最后一种，就是吸引悬浮。但吸引悬浮中，两块磁铁的吸引力基本上是与距离的平方成反比的，尽管吸力与重力有一个平衡点，但为非稳定平衡。为了解决这一问题，需要用反磁性物质制造一个局部的稳定空间。我先给出我的试验过程和结果，过一会儿再讲具体原理，并给出另一个制作实例。1、花90元买来500克分析纯的铋粒。实际上用不了这么多，也用不着这么纯，但只有这个可买。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out;2、用不锈钢勺子在煤气灶上熔化铋（铋的熔点不算高，500多度C），用易拉罐的底做模具，做了两块铋锭。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out;3、相对钻上6个小孔，用三根适当长度的铜丝把两块铋锭架起来，中间留有空隙。把稀土磁铁放到中间。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out;4、在上面适当位置放上大磁铁，结果小磁铁悬浮了起来。这个悬浮自然是稳定的，前后左右偏离达10mm，仍然可以复原。上下位置，由于有金属的限位自然跑不掉，但会自动居中。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out;5、视频下载（1.1M）这个视频尽管可以看到小磁铁在旋转，但旋转并非悬浮的必要条件，只不过是为了演示而已。事实上，只要外界条件不变，这个悬浮会一直保持下去，不需要额外能量。 工作原理所谓（正）磁性，就是类似铁这样的物质，会被磁铁的N极或S极所吸引，而且基本上力的大小与距离的平方成反比。所谓反磁性/逆磁性，会被磁铁排斥，或者说无论磁铁的N极或S极接近反磁性物质，都会产生排斥力，而且力的大小也基本上与距离的平方成反比。铋是具备最强的反磁性的金属。当然，这个反磁性的大小还是比较弱的，甚至正常情况下很难观察到。我刚才用电子分析天平测量了一下，某稀土小磁铁在距离铋块0.5mm的位置上，排斥力只有0.05克力。而同样的磁铁距离铁块0.5mm的场合下有500g的吸引力，因此铋的反磁性的大小只有铁的正磁性的万分之一，因此这个装置也需要精心的设计和调整才能达到悬浮。首先，磁铁的重力是靠上面的一块上下极性相反的大磁铁来平衡的。其次，由于这个磁铁选的比较大，因此可以在距离比较远的情况下，其吸引力就可以与小磁铁的重力相等（平衡点）。而由于距离比较远，因此可以在小磁铁周围一个小围建立比较均匀的磁场，也就是说，当小磁铁上下少量移动时，吸引力的变化不至于过大。第三，由于两块铋板的引入，使得小磁铁在靠近铋的时候排斥力很快增大，无论是向上靠近还是向下靠近（因为排斥力也基本上与距离的平方成反比），而这种排斥力随距离的变化大于上下磁铁之间吸引力的变化。因此，中间就成为一个稳定的平衡点。也可以这样来理解：由于铋的反磁性，如果在失重状态下把磁铁装到用铋做的空心盒里，那么磁铁将保持在中心。最后，当小磁铁在水平方向上偏离中心位置后，由于上边磁铁吸引力的“悬挂”效应（类似单摆），会产生一个水平的向心分力，使得小磁体复原。这也是吸引悬浮的优势所在。制作又一例以上是一个初步的模型，后来我又就地取材，找了一段塑料水管，做了两只方便使用的成品。主体结构采用外径20.5mm的塑料管，径16mm，整个高度100mm（到底多高应先把材料凑齐，做试验确定），大磁铁一定要稀土的，我选的是直径15mm、高度20mm，有条件用更大的，或者用多个串联，塑料管也可以用大一号的，则铋锭间隙可以做得更大。用一个4mm的铁螺丝拧在焊了螺母的电路上盖板上（也可以在电路板上直接套丝）以便通过旋转来调节大磁铁的高度。铋锭的厚度大约3mm-4mm，不必太厚，是拆了一个小电解容器的铝壳做模子做的。由于铋凝固时膨胀，因此不容易取下，所以模子不能重复使用，可以拆两个电容同时铸造。模子的高度只取底部3mm高即可，太高了浇铸铋时不容易判断高度。安装前先在塑料管的适当位置开一个窗口（缝隙高度为5mm，大约占圆周的2/3），电路板和铋是靠热熔胶粘上去的。制作初步完成后，最后的调整还是需要耐心的。最主要是两块铋的间距的调整。间距大一些效果好，但太大了则小磁体不是浮在上边就是沉底，此时就要减少间距，我的间距是3.5mm。如果热熔化胶已经凝固，可以用烙铁加热铋锭（不要太热）后就可以移动。大磁铁的上下调整倒是比较方便，直接调节螺丝就可以。小磁铁也要选稀土的，大小不限，都可以悬浮，但最好是1.5mm厚度左右的。screen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.cursor=hand; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out; =if(this.widthscreen.width*0.7) this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=Click here to open new windownCTRL+Mouse wheel to zoom in/out;其实这个道理也很简单的，铋对磁铁有斥力，而且不分阴阳极的。上面的磁铁正好是吸引中间磁铁的，正好平衡，就可以悬浮了，由于上面的吸引力是向中间一个方向的，所以铋也不会在水平方向运动，就可以悬浮了哦还有其他很多简单方法可以实现悬浮了，最还有就利用锥形磁场，这个要利用脉冲电场，所以不好在生活中做，当然比较复杂的还有上面提到的超导等等微机械惯性传感器检测平台的设计与应用默认分类2008-04-04 16:23:23阅读9评论0字号：大中小订阅摘要：一种用于微机械惯性传感器研制与开发的检测平台，介绍电容式惯性传感器微电容信号的检测原理、该系统的总体结构、各个组成部分的工作原理及自动检测方法。 关键词：微机电系统（MEMS） 微机械陀螺（MMG） 检测随着科学技术的发展，许多新的科学领域相继涌现，其中微米/纳米技术就是诸多领域中引人注目的一项前沿技术。20世纪90年代以来，继微米/纳米技术成功应用于大规模集成电路制作后，以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础的各种微传感器和微机电系统（MEMS）脱颖而出，平均年增长率达到30%。微机械陀螺是其中的一个重要组成部分。目前，世界各个先进工业国家都十分重视对MMG的研究及开发，投入了大量人力物力，低精度的产品已经问世，正在向高精度发展。1 微机械振动陀螺仪的简要工作原理陀螺系统组成见图1，它由敏感元件、驱动电路、检测电路和力反馈电路等组成。在梳状静电驱动器的差动电路上分别施加带有直流偏置但相位相反的交流电压，由于交变的静电驱动力矩的作用，质量片在平行于衬底的平面产生绕驱动轴Z轴的简谐角振动。当在振动平面沿垂直于检测轴的方向（X方向）有空间角速度输入时，在哥氏力的作用下，检测质量片便绕检测轴（Y轴）上下振动。这种振动幅度非常小，可以由位于质量片下方、淀积在衬底上的电容极板检测，并通过电荷放大器、相敏检波电路和解调电路进行处理，得到与空间角速度成正比的电压信号。 在科研及加工过程中，一个重要的容就是检测陀螺仪的特性，如工作状态谐振频率、带宽增益、Q值等，于是就提出了微机械惯性传感器检测平台的研制任务。根据陀螺仪的工作原理，整个仪器包括两大部分：驱动信号发生部分和表头的输出信号检测部分。驱动信号发生部分对待测的惯性传感器给予适当的驱劝信号，使传感器处于工作状态。信号检测部分要求检测出微小电容变化，经过放大、解调处理后，将模拟量转换成数字量采集到PC机中，分析输出信号，以确定惯性表的特性。2 微电容检测技术在MMG检测技术中，利用电容传感器敏感试验质量片在哥氏力作用下的振动角位移，获取输入角速率信号。由于陀螺仪的尺寸微小，为了得到10/h的中等精度，要求电容测量分辨率达到（0.0110 -15）(110 -18)法拉。因此，对于微机械加速度计和向机械陀螺仪来说，检测试验质量和基片之间的电容变化是一个关键技术。目前在MMG中采用的微电容检测方案有三种：开关电容前在MMG中采用的微电容检测方案有三种：开关电容电路、单位增益放大电路和电荷放大电路。 2.1 开关电容电路其基本原理是利用电容的充放电将未知电容变化转换为电压输出。该测量电路包括一个电荷放大器、一个采样保持电路以及控制开关的时序，如图2所示。 在测量过程中，先将未知电容（C1、C2）充电至已知电压Vref，然后让其放电。充、放电过程由一定时序控制，不断重复，使未知电容总处于动态的充放电过程。C1、C2连续地放电，电流脉冲经过电荷放大器转换为电压。再经过采样保持器，得到输出Vc。将公式C=2C0x/d0代入，可得电容检测电路的传递函数为：Vc/x=-2VrefC0/Cfd02.2 单位增益放大器电路AD公司与U.C.Berkeley联合开发的ADXL50（5g的微机械加速度计）采用了单位增益放大电路。图3是单位增益放大器的等效电路。图3中，Cp为分布电容，Cgs为前置级输入电容，Rgs为输入电阻。当载波频率在放大器的通频带以时，前置级输入电阻可忽略不计。由图3可午，前置级有用信号输出为：（Vs-Vout）j（C0+C）+(-Vs-Vout)j（C0-C）=Voutj(Cp+Cgs)+Vout/Rgs RgsVout=(2C/2C0+Cp+Cgs)Vs分布电容Cp约为10pF，输入电容Cgs约为110pF，一般都大于传感器标称电容C0(1pF左右)。可以看出，它们的存在都极降低了电容检测灵敏度。要提高电路灵敏度，就必须消除Cp、Cgs的影响，通常采用的措施等电位屏蔽。2.3 电荷放大器电路电荷放大器电路如图4所示。它采用具有低输入阻抗的反相输入运算放大器。其中Cp表示分布电容，Cf为标准反馈电容，Rf用来为放大器提供直流通道，保持电路正常工作。应选取Rf，使时间常数RfCf远大于载波周期，以避免输出波形畸变。但Rf过大为今后电路集成带来不便。可以使用小阻值的电阻组成T型网络，替代大阻值电阻。若运算放大器具有足够的开环增益，反相输入端为很好的虚地，那么，两输入端点之间的电位差为零。因此，反相输入端对地的分布电容Cp和放大器的输入电容Cgs对电路测量不会造成影响。电荷放大电路相对于单位增益放大电路来说，结构要简单，不需考虑等电位屏蔽问题；只需将杂散电容的影响转化为对地的分布电容，即进行合理的对地屏蔽，就能获得较好的效果。尽管在电荷放大电路中，可以忽略掉输入电容及反相输入端对地的分布电容，但是在检测微小电容变化时，输出还是有很大的衰。这是由放大器输入输出端分布电容Cio造成的。当载波电压频率大于1/（2RfCf）和小于放大器的截止频率时，输出电压Vout应该表示为：Vout=-(C1-C2)/（Cio+Cf）Vs=-(2C)/Cio+CfVs3 检测平台的系统构成及工作原理该系统的工作原理如图5所示。对惯性传感器施以适当的激励信号后，传感器的动片即处于振动状态，上下极板间的电容发生周期变化，采用电荷放大器电路将该信号提取出来，经交流放大、解调后通过A/D转换变成数字量采集到微机中，观察传感器的输出响应，为下一步利用软件方法分析微机械惯性传感器的时域、频域特性打下基础。3.1 激励信号发生器根据微机械轮式振动陀螺仪的工作原理，最多需要4路激励信号。激励信号为正弦波，每两路相位相反。为了测量陀螺仪的频率特性，需要不断改变激励信号的频率。目前不同设计的陀螺仪谐振频率在几百赫兹到10千赫兹之间，激励信号也需要在这个围进行调节。另外，陀螺仪的驱动力矩等于驱动信号的交流分量与直流分量的乘积，所以还要施加正或负的直流偏置，使陀螺能处于正常工作状态。交流相位和直流偏置组合见表1。表1 交流相位和直流偏置组合直流偏置：+-交流信号：+-+-一般的RC振荡电路生成的正弦波频率靠改变R、C值来调节，不能连续大围调节。所以，设计中采用数字方法合成模拟波形，其原理见图6。图6中8254为软件可编程计数器。其包含3个独立的16位计数器，计数最高频率可达8MHz，设计中输入3MHz的时钟，将2个计数器串连使用，这样可以增加频率控制围。8254产生的方波信号作为后面并行计数器的计数脉冲输入。并行计数器由2片74LS161组成8位二进制循环计数器。74LS161计数到最大值时会自动清零，重新开始计数，其输出可作为E2PROM 2817A的地址信号（即每个正弦周期采样点数为256个）。2817A的数据读取时间为150ns。设计电路时将它的片选和读信号均设为有效，以提高数据读取速度。D/A转换采用DAC-08电流输出型D/A转换器。电路输出时间85ns，放大器采用高速高精度运放OP-37，同理，D/A转换器的片选和转换开始信号总为有效，其输出跟随输入变化，提高转换速度。实验结果表明，此信号发生器完全可以生成10kHz以可调频的正弦波。而且使用可编程计数器8254，输出正弦波的频率可以用软件方法调节。如果想输出非正弦波形，只要修改E2PROM的数据，就可以输出任意形状的周期波形。 3.2 低通跟踪滤波器数字信号发生器具有控制灵活的优点，但是输出信号不够平滑，其中会有台阶波。在对信号要求比较高的场合，还需要进行滤波。本设计号的频率变化围很大：几百赫兹到10千赫兹。为了进一步提高信号质量，采用AD633模拟乘法器构成低通跟踪滤波器，其原理如图7。通带的截止频率是由电压Ec控制的，输出是OUTPUTA，截止频率：fc=Ec/(20V) RCOUTPUTB处是乘法器的直接输出端，截止频率与RC滤波器相同：f1=1/(2RC)这种滤波器结构简单，没有开关电容，噪声小，一般采用数模转换器控制Ec，控制通带频率也比较容易。 3.3 交流放大器微机械惯性传感器在施加激励信号后，即处于振动状态。传感器有差动微电容量变化C0+C和C0-C。采用电荷放大器电路提取出C，此电压信号仍然很弹，需要进一步放大处理，于是采用图8所示的交流放大器。交流放大器由4个放大倍数为-1、-2、-5、-10的运算放大器级联组成，进一步放大被测信号，同时调整幅值以便适应解调器的输入。图8中的开关选用ADG211模拟开关，通过控制模拟开关的开合，可以任意选择某级或某几级放大器参加工作，实现对放大倍数正负1、2、5、10、20、50、100的整倍数调整。例如，将模拟开关S0、S2、S8、S13闭合，其他开关全部打开，交流放大器的总放大器数即为：（-1）（-2）（-10）=-20。3.4 数据采集系统使用计算机总线，与外设之间必须有接口。本系统采用双端口RAM作为数据缓存。先将信号采样并存储其中，然后成组地向主机传送，从而有效地发挥了主、从、资源的效率，且设计也相对简单。3.4.1 系统工作原理系统基本组成原理如图9。主要有双端口RAM、逻辑控制模块、A/D转换器组、计算机接口。机通过接口启动逻辑控制模块后，CPU资源向其他请求开放，逻辑控制模块发控制信号启动A/D转换器并进行采样，并将转换结果存入双端口RAM。当RAM中的数据达到一定数量时，逻辑控制模块向计算机发出中断请求。主机接到请求后进入中断服务程序，向逻辑控制模块发出命令，决定是否继续采样，并将RAM的数据读入存。3.4.2 硬件设计本设计使用Cypress公司的CY7C136（2k8bit）双端口RAM。其两个端口都有独立的控制信号、片选CE、输出允许OE和读写控制R/W。这组控制信号使得两个端口可以像独立的存储器一样使用。使用这种器件要注意当两个端口访问同一个单元时，有可能导致数据读出结果不正确。解决这个问题的方法有两个：一种是监测busy信号输出，当检测到busy信号有效，就使访问周期拉长，这是从硬件上解决；另一种方法是软件上保证两个端口不同时访问一个单元，即将双端口RAM进行分块。本系统采用后者，将busy信号输出通过上拉电阻接到电源正极。在系统中，逻辑控制模块的作用非同小可，是控制采样、存储、与计算机接口的核心。本系统为方便对采样速率等参数进行设置，在该模块中采用了MCS-51单片机。这样可以通过编程设定采样速率。与主机的信息交换包括：（1）接收主机控制信号，以决定是否开始采样；（2）在存储区满后，向主机发中断请求。本系统使用AT89C51的地址总线来选通RAM的存储单元，对其进行写操作，将采样结果存入相应的单元。3.4.3 软件设计系统软件包括主机程序和逻辑控制模块中89C51程序。软件的关键是单片机控制A/D转换器和存储器部分，软件流程见图10。至于系统的采样速率，一般通过调用定时中断来实现。微机械惯性通用检测系统针对性强（专用于微机械陀螺仪和加速度计），可实现敏感元件的自动测试，自动扫频测出传感器的谐振频率、Q值等，并且还可以在一定程度上实现硬件功能再调整，在实际检测中取得了较好的效果。 汽车传动系统各类传动的结构图解默认分类2008-04-04 16:50:31阅读142评论0字号：大中小订阅1-离合器 2-变速器 3-万向节 4-驱动桥 5-差速器 6-半轴 7-主减速器 8-传动轴 图为传统的发动机纵向安装在汽车前部，后桥驱动的42汽车布置示意图。发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。在驱动桥处，动力经过主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。 二.发动机前置、纵置，前轮驱动的布置示意图1-发动机 2-离合器 3-变速器 4-变速器输入轴 5-变速器输出轴 6-差速器 7-车速表驱动齿轮 8-主减速器从动齿轮 发动机前置、纵置，前桥驱动，使得变速器和主减速器连在一起，省掉了它们之间的万向传动装置。 三.典型液力机械传动示意图 1-液力变矩器 2-自动器变速器 3-万向传动 4-驱动桥 5-主减速器6-传动轴 液力传动（此处单指动液传动）是利用液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。液力传动装置串联一个有级式机械变速器，这样的传动称为液力机械传动。 四.静液式传动系示意图 1-离合器 2-油泵 3-控制阀 4-液压马达 5-驱动桥 6-油管 液压传动也叫静液传动，是通过液体传动介质静压力能的变化来传递能量。主要由发动机驱动的油泵、液压马达和控制装置等组成。 五.混合式电动汽车采用的电传动 1-离合器 2-发电机 3-控制器 4-电动机 5-驱动桥 6-导线 电传动是由发动机驱动发电机发电，再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。 纯电动汽车原理默认分类2008-04-04 16:55:36阅读8评论0字号：大中小订阅纯电动汽车主要由蓄电池、电动 / 发电机等部件组成。蓄电池向电动机提供电能来驱动汽车。在制动或减速时，电机作为发电机来回收能量。 基于ADVISOR的电动汽车动力性能仿真分析默认分类2008-04-04 16:57:31阅读19评论0字号：大中小订阅为了解决世界的能源和环保问题，电动汽车的研发倍受关注。但我国电动汽车的研发工作，大多建立在对现有燃油汽车进行改装设计的基础上完成的。因此，为了研制出经济、实用的电动汽车，利用先进的仿真技术对其性能进行仿真分析是非常必要的。本文在对某微型燃油汽车底盘进行改装设计的基础上，利用ADVISOR仿真软件对其性能进行仿真分析，从而为该微型电动汽车的设计和产业化提供参考。 1 动力系统设计及主要部件选择 电动汽车与传统的燃油汽车的真正区别在于动力系统。电动汽车是用电力驱动车辆，由蓄电池供电，通过电动机及控制器将电能转化为机械能来驱动整车。由某微型燃油汽车底盘改装设计的微型电动汽车动力系统结构如图1所示。 作为电动汽车的动力源蓄电池，是电动汽车的关键部件，决定着电动汽车的多方面性能。目前正在使用的蓄电池种类很多，如铅酸蓄电池、镍铬蓄电池、镍氢蓄电池等。其中铅酸蓄电池具有通用、技术成熟、廉价、比能量适中、高倍率放电性能好、高低温性能良好等优点，因而得到广泛的应用。 电动机及驱动系统将蓄电池的能量转换为车轮的动能，或者将车轮上的动能反馈到蓄电池中。目前正在应用或开发的电动汽车电动机主要有直流电动机、交流感应电动机、永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机等。而永磁无刷直流电动机不仅具有较高的重量比功率，而且集电动、发电及制动功能于一体，效率高，控制灵活，得到电动汽车领域广泛关注。 故本文选用以铅酸蓄电池组和无刷直流电动机等部件构成的动力系统来替代原燃油微型汽车的燃机和油箱。 2 仿真模型的建立 2.1 蓄电池系统仿真模型 本文建立的铅酸蓄电池系统仿真模型如图2所示。该模型描述了储存在蓄电池的能量接受请求功率，从蓄电池中返回可用功率