Metrological characterization of a translating-coil magnetometer for measuring the field quality in dipole magnets

Andreas Windischhofer, Stephan Russenschuck
2022
Das Ziel dieser Arbeit ist es ein neues Messgerät vorzustellen, welches zur Magnetfeldmessung von Beschleunigermagneten dient. Es wird eine detailierte Beschreibung des Translating-Coil Magnetometers als Modell sowie als System gezeigt. Messungen wurden an einem Referenzdipol am CERN ausgeführt. Es werdendie Ergebnisse von der metrologischen Charakterisierungskampange, gemeinsam mit einer Erläuterung des Kalibrierungsprozesses, der die Herleitung von systematischen Korrekturfaktoren inkludiert,
more » ... präsentiert. Die Untersuchungen zeigen, dass das Translating-Coil Magnetometer ein vielversprechendes Messgerät für magnetische Messungen ist. Als zugrunde liegendes Prinzip, wird auf das Farady Gesetz zurückgegriffen. Es wird angewendet auf eine Spule die sich entlang eines definierten Pfades durch den Magneten bewegt. Integratoren digitalisieren und integrieren die in der Spule induzierte Spannung, welche dem magnetischen Fluß durch die Spule entspricht. Ein optischer Encoder wird verwendet um ein Triggersignal abhängig von der Position für die Integratoren zu erzeugen. Mathematisch betrachtet wird eine Faltung verwendet um den Zusammenhang zwischen gemessenem Fluss und gesuchtem Feld zu beschreiben. Einige Ansätze werden präsentiert um das inverse Faltungsproblem zu lösen. Nach der Analyse im Ortsraum als auch Frequenzraum, zeigt sich, dass eine Spline Basis am besten geeignet ist. Die Messergebnisse werden verwendet um die pseudo-multipole Koeffizienten zu berechnen, welche eine 3D Erweiterung der Feldharmonischen darstellen.
doi:10.34726/hss.2022.82500 fatcat:stb3ycaegvbvxo5tqy6tn6cur4