[發明專利]一種磁懸浮裝置

無效

• 申請號: 201010217133.6
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101989389A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 潘沖;崔龍;姚吉龍;沈華
• 申請（專利權）人: 崔龍;潘沖
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電磁實驗裝置，特別是一種磁懸浮裝置。?

背景技術

目前，作為高中、大學物理課程中的電磁學，是摸不著看不見的，而只靠書中的插圖和老師對現象的描述，使學生在學習課程中很難完全理解這些物理規律，是因為缺少相應的教具來幫助學生將抽象的問題具體化，這門課程也一直是老師教學、學生學習的難點。?

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種電磁實驗裝置，不僅可以滿足物理教學課堂，也可滿足生物教學課堂，直觀展示電磁現象。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種磁懸浮裝置，包括保護罩、支架、電磁鐵、線路板，其特征是：支架外設有保護罩，支架由底座、立桿和吊臂構成，電磁鐵與吊臂垂直接合定位，在電磁鐵的鐵芯的正下方的一定距離處設有霍爾傳感器，線路板設在底座下方。?

電磁鐵包括鐵芯、線圈，在鐵芯與線圈之間設有塑套，線圈外側設有塑料薄膜，鐵芯與線圈緊密接合鐵芯在塑套內可以上下輕微移動。?

支架外側保護罩用透明材料制作。?

立桿為空心，吊臂為鋁質材料制作。?

本發明的有益效果是，結構簡單，使電磁現象直觀，幫助老師教學，幫助學生理解，在物理、生物課堂上實現生動的物理現象顯示和生物知識展示。?

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。?

圖1為本發明實施例的結構示意圖。?

圖2為本發明實施例的電路原理圖。?

圖3為圖2的器件列表。?

圖中1、電源，2、支架，3、保護罩，4、罩帽，5、風扇，6、保護膜，7、鐵芯，8、吊臂，9、線圈，10、電磁鐵，11、塑管，12、霍爾傳感器，13、底座，14、線路板，15、IC3，16、RP1，17、R1，18、IC1，19、VT1，20、C1，21、C2，22、C3，23、R2，24、VD1。?

具體實施方式

一種磁懸浮裝置，包括保護罩3、支架2、電磁鐵10、線路板14，支架2外設有保護罩3，支架2由底座13、立桿2-1和吊臂8構成，電磁鐵10與吊臂8垂直接合定位，在電磁鐵10的鐵芯7的正下方的一定距離處設有霍爾傳感器12，線路板14設在底座13下方。?

電磁鐵10包括鐵芯7、線圈9，在鐵芯7與線圈9之間設有塑管11，線圈9外側設有保護膜，鐵芯7與塑管11緊密接合鐵芯7在塑管11內在1kg-2kg作用下可以上下輕微移動。?

支架2外側保護罩3用透明材料制作。?

立桿2-1為空心，吊臂8為鋁質材料制作。?

圖2中，霍爾傳感器12采用線性性質較好的SS495A線性霍爾元件，當霍爾傳感器12工作在一個穩定的5V電壓時，他的輸出電壓正比于電磁鐵10的磁感應強度，他能探測與電磁鐵10之間的距離，霍爾傳感器12的輸出電壓位移信號加在電壓比較器18的正向輸入端上，經過電壓比較器18對正向輸入電壓與反向輸入電壓比較之后，進而電壓比較器18的輸出電壓對VT1?19控制。VT1?19由此再對電磁鐵10進行作用，霍爾傳感器12在外界磁感應強度為0時輸出電壓已經達到?2.5V。需要說明的是霍爾傳感器12對于磁極的N，S極作用不盡相同，當你用磁鐵的S極對準霍爾傳感器12并且一直靠近時，輸出電壓會在2.5V的基礎上一直變小。霍爾傳感器12直接安裝在電磁鐵10的頭部，電磁鐵10并不一定非要加鐵芯7，只用一個阻值為40歐姆的線圈9也是可以的，當一個強度合適的電磁鐵10距離霍爾傳感器12一定距離，霍爾傳感器12輸出電壓大約為3.2V。此時如果調節電位器RP1?16，使電位器RP1?16的輸出電壓在3.2V左右，磁鐵就可以懸浮了。不過實際電壓可能有所出入。R1?17，R2?23，C3?22組成正向反饋電路，使電路產生振蕩，振蕩頻率在10~100HZ。VT1?19在工作過程中產熱很小。當輸入IC1?18的正向電壓與反向電壓相近時，VT1?19關閉，而此時電磁鐵10產生的磁場并不會立即消失，因為電感的電流不會突變。原先的電流不會突變。原先電磁鐵10中的電流流經VD1?24從而形成回路，由于電流在減弱，所以電磁鐵10產生的磁場也在減弱。當VT1?19打開時，由于電磁鐵10中的電流緩慢增加，由于如果不加鐵芯7的線圈9的磁力可能較小，導致不能懸浮，因此我們將鐵芯7一部分插入線圈9中，這樣我們既可以穩定的磁懸浮，也避免了因為磁力過大將分子模型直接吸到電磁鐵上。IC1?18在使用時只用管腳2，3，4，6，7引腳即可，這幾個引腳分別對應反向輸入端，正向輸入端，電源負極，輸出端，電源正極。RP1?16使用的是精密電位器，自行繞制了線圈9，選用直徑為0.35mm的漆包線。電源電壓為15V，保證電路所配置的直流電壓電源所能提供的最大電流應大于電路工作時的最大電流。為了使霍爾傳感器12能夠靈敏探測到磁場的變化，我們將霍爾傳感器12直接安裝在線圈9下面。為保證懸浮體有足夠的吸力，我們選用磁性較好的圓柱體銣鐵硼磁鐵，直徑在0.5mm左右，這樣可以使得懸浮更穩定。為了盡量避免對磁場和永磁鐵的干擾，我們盡量不使用鋼或鐵支架，因此我們采用木制結構，保證整個的穩定性和耐用性。?