感应式无线电能传输装置的设计

感应式无线电能传输技术作为一种新型的电能传输技术,利用电磁谐振感应原理,实现电能在一定距离范围内传输。利用电磁感应定律使得无线能量传输系统的两个线圈在高频下发生自谐振,提出了基于线圈耦合感应传输的电能无线传输技术,其传输电能的特性已达到一般要求,且实际测量数据得到的效率也还是可观的。相对于传统的接线式电能传输技术,该技术更加灵活、安全、可靠,能实现供电设备和用电设备之间的中程距离电能传输。     

无线电磁听音原理

无线电磁听音系统是电磁感应原理的实际应用，在发送端，将放大的音频信号电流，通过长直导线形成随音频变化的多变磁场，在接收端，用线圈感应出音频电流，放大后通过耳机恢复成语音信号，无线电磁听音系统的辐射线，是扩音机输出负载，要求辐射回路总阻抗与扩音机输出阻抗相等或接近，以求得到最大输出功率，根据右手则，布线时要使辐射环路与磁声场方向始终保持一致，防止磁场抵销。     

感应电动势的两种计算方法

线圈中的磁通量发生变化就会产生感应电动势 .磁通量的变化有 2种原因 :线圈面积的变化和线圈内磁感应强度随时间的变化 ,它们产生的感应电动势分别称动生电动势和感生电动势 .所以计算感应电动势也有 2种方法 :①线圈中的磁感应强度不变 ,线圈的面积发生变化 ,由法拉第电磁感应定律来求 :E =NΔΦΔt=NBΔSΔt =NBΔSΔt,其中ΔSΔt是线圈的面积随时间的变化率 ;②线圈的面积不变 ,线圈内的磁感应强度随时间变化 ,此时线圈的感应电动势E =NΔΦΔt=NSΔBΔt =NSΔBΔt,其中ΔBΔt是线圈内的磁感应强度随时间的变化率 .我们经常所说…     

试析电动势两个计算式的理解与运用

物理新教材第92页例题2，是一个矩形线圈在匀强磁场中旋转，求当转到线圈平面与磁场方向平行时，如图1所示，线圈中的感应电动势．在此题后面有个思考题：“请同学们想一想，线圈转到什么位置时没有感应电动势？”在回答这一问题后，思维活跃的同学提出在任意时刻的电动势呢？为了鼓励同学的学习积极性，我首先让同学们自己动手做做看．结果出现了两种答案．     

电学易错题及错解剖析

题目1：如图1所示,匀强磁场的磁感应强度为B．磁场中有正方形线框abcd,线框总电阻为R,边长为L,每边质量为m．磁场方向水平向右,开始时线框处于水平位置且bc边与磁场垂直,把线框由静止释放,使它以bc为轴在t秒内由水平位置转到竖直位置刚好又静止下来。则在这个过程中,线框中平均感应电动势为______,产生的热量为_________。     

基于DPA425的小功率无线电源设计

研究了通电线圈的磁场分布和磁感应强度随距离变化的关系,分析影响两线圈无线能量传递的因素。介绍了DPA425开关电源芯片的基本功能和特点,利用DPA425开关电源芯片设计小功率无线电源电路,分析该电路的基本结构和利用光电耦合器实现电压反馈控制的具体过程。电能的接收电路结构简单,只需要一个线圈作为感应接收线圈,通过简单的整流滤波电路就可以为其他电子设备供电。整个电路结构简单、工作稳定,经过试验在5 cm范围内能够有效传递电能,在2 cm内无线传递的功率较大,具有为手机、相机等电子产品进行无线充电的能力,达到了实际应用的水平。     

一种基于核岭回归与卡尔曼滤波的定位算法

传感器定位技术作为无线传感器网络的重要课题之一,为实现目标实时定位,提出一种基于核岭回归与卡尔曼滤波的定位算法。该算法在离线阶段使用核岭回归算法（KRR）对无线位置指纹数据库进行训练,从而得到一个可反映信号强度指标（RSSI）与位置坐标之间映射关系的函数|在线阶段先利用离线阶段得到的函数对目标进行粗定位,再结合卡尔曼滤波（KF）方法对目标进行精确定位。实验结果表明,在真实室内办公环境下,相比 KNN 算法与核函数（Kernel）算法,该算法能实现更好的定位精度,平均定位误差为 1.898 3m。     

从一道习题谈交流电有效值与平均值的复习

在我校每年的高考模拟考试中，有针对性地几乎都出了这样一道计算题；如图１所示，矩形线圈面积为Ｓ，匝数为ｎ，总电阻为ｒ，绕其对称中心轴ＯＯ’在磁感强度为Ｂ的匀强磁场中以角速度ω作匀速转动，线圈两端通过两个圆形电极与电阻Ｒ串联．不计一切摩擦阻力，在线圈从图示位置转过９０°的过程中，试求： （１）通过电阻Ｒ的电量ｑ； （２）外力转动线圈所做的功Ｗ． 参考解答：（１）由法拉第电磁感应定律知，线圈产生的平均感应电动势为： 根据全电路欧姆定律可得回路中的平均电流为： 故所求电量为 （２）线圈转动产生交流电，其峰值为…     

基于USRP的缩比GNSS干扰测向误差分析系统设计

针对在实际尺度下研究GNSS干扰测向误差难度较大的问题,提出采用缩比模型研究测向误差的方法,设计并实现了基于USRP的缩比测向误差分析系统。首先借用缩比的思想将实际尺寸的GNSS干扰系统按比例缩小到与教室相当的尺度;其次采用USRP模拟GNSS干扰信号源产生并发射干扰信号;最后改变模拟干扰源位置,借助喇叭天线测量干扰信号角度信息并与测向误差理论值作对比,分析研究了测向误差的特点规律及其影响因素。实验结果表明,在合理的系统和人为误差范围内该结果与理论研究吻合,且测量结果的偏差方向与天线的转动方向一致。     

面向传感器网络的无线节点智能定位优化算法

为了实现低成本物联网无线设备的定位,提出了一种基于深度强化学习(DRL)的无监督无线节点定位优化算法.将连续无线定位过程建模为马尔可夫决策过程(MDP),提出了一种新的奖励设置机制,该机制能从未标记的无线接收信号强度(RSS)中实现鲁棒的地标数据提取.使用RSS测量值和代理位置来构建DRL模型的输入,以减少模型重训练的需求.并使用模拟实验对所提出的算法进行了评估.实验结果表明,与现有的无监督算法相比,本算法能实现更低的无线定位误差,并能进行自监督的学习.     

新型二维发散波电磁粒子速度计的设计与应用

发散波作用下粒子速度的二维电磁测试关键技术包括恒定强磁场、动态载荷与磁场同步、交叉干扰项信号消除等.研究并设计了米级尺度的Helmholtz线圈,对Helmholtz线圈施加脉冲电流,获得了持续时间8.26～30.62 ms的恒定磁场平台,峰值波动误差为0.1％～1.0％.设计了新型二维发散波电磁粒子速度计,采用“对称双S型”布局感应线圈,消除干扰项,获取有效的微弱信号.有机玻璃样品中粒子速度的一维和二维电磁测试对比实验结果表明:粒子速度首峰值随爆心距的变化关系、信号时间特性符合物理规律.为有分界面、沟槽或节理的非均匀分层介质中发散波传播规律研究提供了有效的测试手段.     

无线远程心电监护系统的跟踪定位实验

为了提高无线心电监控系统的定位精度,提出了一种基于无线传感器网络监控平台的三边定位模式。基于该定位模式,研究了一种无线心电监控系统的跟踪定位算法;采用ZigBee协议设计了实时心电监控网络平台,利用微型心电传感器实时采集被监控对象的心电信息,利用三边定位技术,在监控平台上实现对被监控对象的定位处理。理论分析与实验结果表明:该系统能够迅速快捷地锁定被检测者的位置,可用于对中老人和病人进行远程监护。     

妙用电磁炉做物理实验

开发实验课程资源的基本原则是"坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验".在这一思想指导下,笔者对普通高中课程标准实验教科书《物理》(选修3-2)"涡流、电磁阻尼和电磁驱动"这节课进行教学设计时,巧妙用电磁炉做物理实验.电磁炉是利用电磁感应原理制成的高效节能的电气烹饪器具,是现代厨房革命的产物.它由高频感应线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成.工作时,励磁线圈中通入交变电流,线圈会在周围产生交变磁场.笔者利用电磁炉的励磁线圈能产生交变磁场这一特性做     

基于雷达定位区域识别的智能照明节能方法

针对智能照明控制系统节能效果不佳、误判率高、反应时间长的问题,提出一种区域控制的智能照明系统方法。该方法根据照度公式构建照明系统区域控制模型,采用雷达技术精确定位人员的实时位置,智能开启和关闭对应区域的LED照明灯。实验结果表明,该系统定位误差在3cm以内,LED照明误判率低于1%,电量平均减少23.8%,反应时间短,可以较好实现绿色节能。     

S是磁场面积还是回路面积

有这样一道题：如图所示,半径为γ的单匝圆线圈套在边长为ι的正方形abcd之外,匀强磁场的磁感线垂直穿过该正方形面积并约束在此区城内．当磁场以△B/△t的变化率变化时,圆线圈中产生的感应电动势者为多少？这是一道求感应电动势的问题,当仅由B的变化引起时,感应电动势应由公式求解．对上述问题的解答,笔者发现学生中持有两种不同的观点：一种观点认为,在计算感应电动势时,应将线圈面积S=πγ2代入公式计算;另一种观点认为,应将约束磁场面积S=ι2代入公式计算。问题的焦点显而易见,孰是孰非？我们不妨先这样分析：如图2所示,…     

一种红外警戒系统单站三维被动定位方法研究

提出了利用目标的方位、俯仰角信息以及红外探测器对目标辐射的响应信息，解算目标位置参数的单站定位方法．建立了具有恒定辐射强度且作匀速直线运动的点目标的定位模型，得出了目标的方位角和俯仰角均变化时的一般定位公式，并将其推广到方位角不变而俯仰角变化、俯仰角不变而方位角变化两种特殊情况．对径向运动这种特殊形式的定位也进行了讨论，并得出了相应的定位公式．同时对由辐射量测量误差、大气透过率测量误差引起的定位误差进行了分析，得出了定位误差公式．计算机仿真结果表明：有效定位范围主要由辐射量的测量误差决定；最小定位误差主要由大气透过率的测量误差决定；在所设定测量误差条件下，在15kin的探测范围内，测量误差小于200m．     

几个与电磁感应现象相关的实验应用

<正>一、无线充电目前无线充电在很多电器上已经开始使用,如部分品牌手机、智能手表、电动牙刷等。无线充电是利用交流产生变化的磁场,使感应线圈中磁通量发生变化产生感应电流,通过电路转换成直流流入锂电池。图1是利用电动牙刷的充电底座做的实验,线圈用漆包线绕50匝左右,直径约4cm,线圈末端接两只发光二极管。当线圈逐渐靠近充电底座     

奇妙探雷术

电磁感应探雷技术电子感应法仅能探测含有金属零件的地雷。采用电子感应原理的探雷器采用两个线圈。第一个线圈中有电流通过,产生随时间变化的磁场。地雷的金属零件在这个磁场感应的涡流中产生副磁场。用第二个线圈探测该副磁场。即可确定地雷的存在。而目前单兵手持和车载探雷器往往使用电磁感应原理。加拿大施莱伯公司正在研制的“松博”系统,以手持AN-192型探测器技术为基础,采用一个包含多个线圈的线阵,并将线圈装在底座上,确保在各种地形上均保持与地面的接触,从而能发现包含金属较少的地雷。该系统能以10千米/时的速度作业,扫描2～6米宽的范围。     

LCL-S型无线电能传输系统负载与互感辨识方法

针对无线电能传输系统因线圈偏移、受电设备阻抗变化等导致系统模型参数不精确的问题,提出一种基于粒子群算法的LCL-S 型无线电能传输系统负载与互感辨识方法。根据LCL-S补偿拓扑原边恒流及副边恒压的输出特性,采用滤波电容能量守恒理论,建立负载输出电压与互感、原边线圈电压与负载的数学描述。以输出电压理论值与实际值之间的误差构建成本函数,设计粒子群算法,通过数值寻优实现参数的辨识。仿真与实验结果均验证了该方法能够较为准确地辨识出互感与负载大小,且无需增加额外硬件电路及控制,降低了系统复杂程度。     

高超声速飞行器多地磁分量辅助定位算法（英文）

目的:改善高超声速飞行器由于地磁异常信息缺失导致的地磁匹配算法发散或失配等问题。创新点:提出一种多地磁分量辅助定位(MCAL)算法,并在助推-滑翔高超声速飞行器弹道上进行仿真验证。方法:1.给出地磁主磁场模型的数学表达,分析地磁匹配系统的误差来源。2.从理想情况出发,提出一种MCAL算法,并通过2～3条地磁分量的等值线对飞行器位置进行估计。3.在助推-滑翔高超声速飞行器弹道上进行数字仿真试验,并与其他几种传统算法进行分析比较。结论:该方法相较于传统算法具有更高的定位精度。当随机误差范围为±30n T(每轴)时,MCAL算法的平均绝对纬度误差比SIMAN算法低151 m,经度误差比SIMAN算法低511 m。