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Kibble 平衡电流感线电阻功率的精确控制:最小化温度相关磁误差的高级方法

仪器与探测器 2025-02-12 v1

摘要

温度变化会影响永久磁铁的各向异性磁导率,从而影响 BlBl 因子,可能在 Kibble 平衡测量中引入系统误差。虽然大型磁系统中的热磁效应可以忽略不计,但随着磁体尺寸减小,热磁效应会显著增加,这对桌面型 Kibble 平衡系统构成工程难题。我们通过有限元分析讨论了热磁效应的机制,这一点在以往研究中得到的足够强调。提出一种双绞线电感线电源调节器,以消除 Kibble 平衡中的热磁误差。该方法旨在保持内部加热源——电感线串联功率——随时间恒定,从而通过 ABA 或 ABBA 测量序列来抑制 BlBl 随时间漂移。实验结果验证了该方案的可行性,显示相较于传统的两种模式两种相位测量方案,热磁效应可降低两个数量级,相较于一种模式两种相位测量方案,降低约一个数量级。该方案能够消除热磁效应对测量结果的影响,从而进一步削弱桌面型 Kibble 平衡系统最小尺寸的限制。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.07264,
  title  = {Precision Control of Resistive Power in Kibble Balance Coils: An Advanced Method for Minimizing Temperature-Related Magnetic Errors},
  author = {Weibo Liu and Stephan Schlamminger and Shisong Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07264},
  year   = {2025}
}

备注

23 pages, 9 figures