[發(fā)明專(zhuān)利]磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310003927.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103076576A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海濤;梁國(guó)文;王啟銀;趙飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山西省電力公司大同供電分公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R33/07
• 分類(lèi)號(hào): G01R33/07
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 胡時(shí)冶;王宇楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

磁場(chǎng)測(cè)量的發(fā)展有著悠久的歷史，早在兩千多年前，人們就用司南來(lái)探測(cè)磁場(chǎng)，用于指示方向。隨著物理學(xué)、材料科學(xué)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)取得了很大進(jìn)展，磁場(chǎng)測(cè)量方法也越來(lái)越多。當(dāng)前，磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)己廣泛應(yīng)用于地球物理學(xué)、空間科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、軍事技術(shù)、工業(yè)探傷等領(lǐng)域，成為不可或缺的手段。磁場(chǎng)測(cè)量常以磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小作為度量標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同場(chǎng)合下磁場(chǎng)強(qiáng)度的不同，需要采用不同的測(cè)量方法。

霍爾效應(yīng)是指當(dāng)外磁場(chǎng)垂直于流過(guò)金屬或半導(dǎo)體中的電流時(shí)，會(huì)在金屬或半導(dǎo)體中垂直于電流和外磁場(chǎng)的方向產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。霍爾效應(yīng)法是在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用較多的一種磁場(chǎng)測(cè)量方法，利用霍爾效應(yīng)法可以連續(xù)線(xiàn)性地讀數(shù)，而且可以用于測(cè)量小間隙磁場(chǎng)，還可以使用多探頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量和數(shù)據(jù)處理。

霍爾效應(yīng)磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x是測(cè)試磁場(chǎng)強(qiáng)度的一種專(zhuān)用儀器，已廣泛用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子、磁性材料、玩具、冰箱的門(mén)封磁條、音響的揚(yáng)聲器、作為開(kāi)關(guān)的離合器及各種磁療產(chǎn)品的磁場(chǎng)強(qiáng)度。但隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)該儀器的功能、智能化、實(shí)用性等方面的要求越來(lái)越高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于霍爾效應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量裝置，從而更智能、更精確、更實(shí)用地連續(xù)線(xiàn)性測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量裝置，所述裝置包括：信號(hào)源設(shè)備、霍爾傳感器、螺線(xiàn)管、三維進(jìn)給設(shè)備和水冷設(shè)備，其中，

所述螺線(xiàn)管為長(zhǎng)直形，在所述螺線(xiàn)管中通過(guò)勵(lì)磁電流；

所述霍爾傳感器用于產(chǎn)生霍爾電壓；

所述信號(hào)源設(shè)備用于為所述螺線(xiàn)管提供勵(lì)磁電流，為所述霍爾傳感器提供工作電壓，并測(cè)量所述霍爾傳感器所輸出的霍爾電壓；

所述三維進(jìn)給設(shè)備用于使所述霍爾傳感器在三維空間中移動(dòng)，并測(cè)量所述霍爾傳感器在三維空間中的位置；以及

所述水冷設(shè)備用于利用循環(huán)水流來(lái)冷卻所述螺線(xiàn)管，以消除所述螺線(xiàn)管所發(fā)出的熱量。

優(yōu)選地，所述信號(hào)源設(shè)備進(jìn)一步包括：數(shù)控可調(diào)電流源、第一直流穩(wěn)壓電源、第二直流穩(wěn)壓電源和數(shù)字電壓表，其中

所述數(shù)控可調(diào)電流源用于為所述螺線(xiàn)管提供勵(lì)磁電流；

所述第一直流穩(wěn)壓電源和所述第二直流穩(wěn)壓電源用于為所述霍爾傳感器提供工作電壓；以及

所述數(shù)字電壓表用于測(cè)量所述霍爾傳感器所輸出的霍爾電壓。

優(yōu)選地，所述數(shù)控可調(diào)電流源的調(diào)節(jié)范圍為0-0.5A，所述第一直流穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)范圍為2.4V-2.6V，所述第二直流穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)范圍為4.8V-5.2V，所述數(shù)字電壓表具有兩種量程，分別為19.999V量程和1999.9mV量程。

優(yōu)選地，所述信號(hào)源設(shè)備進(jìn)一步包括一換向開(kāi)關(guān)K2，所述數(shù)控可調(diào)電流源通過(guò)所述換向開(kāi)關(guān)K2給所述螺線(xiàn)管提供勵(lì)磁電流，

其中，當(dāng)所述換向開(kāi)關(guān)K2處于第一導(dǎo)通位置和第二導(dǎo)通位置時(shí)，所述數(shù)控可調(diào)電流源給所述螺線(xiàn)管所提供的勵(lì)磁電流方向相反，當(dāng)所述換向開(kāi)關(guān)K2處于斷開(kāi)位置時(shí)，斷開(kāi)給所述螺線(xiàn)管的勵(lì)磁電流供應(yīng)。

優(yōu)選地，所述信號(hào)源設(shè)備進(jìn)一步包括一開(kāi)關(guān)K1，

其中，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)K1處于第一位置時(shí)，所述霍爾傳感器的兩根引線(xiàn)V+和V-分別與所述第二直流穩(wěn)壓電源的正負(fù)兩端連接，用以給所述霍爾傳感器提供工作電壓，而所述霍爾傳感器的兩根引線(xiàn)Vout和V-連接所述數(shù)字電壓表的正負(fù)端，用以輸出霍爾電壓。

優(yōu)選地，當(dāng)對(duì)所述磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，先使所述換向開(kāi)關(guān)K2處于斷開(kāi)位置，以使所述霍耳傳感器處于零磁場(chǎng)條件下，使所述開(kāi)關(guān)K1處于第一位置，調(diào)節(jié)所述第二直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，使得所述數(shù)字電壓表所顯示的電壓值為2.500V，這時(shí)所述霍耳傳感器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化工作狀態(tài)；

然后，仍使所述換向開(kāi)關(guān)K2處于斷開(kāi)位置，使所述開(kāi)關(guān)K1處于第二位置，調(diào)節(jié)所述第一直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，使所述數(shù)字電壓表所顯示的電壓值為0，即用一外接2.500V的電位差與所述霍爾傳感器所輸出的2.500V電位差進(jìn)行補(bǔ)償。

優(yōu)選地，所述三維進(jìn)給設(shè)備進(jìn)一步包括探桿、三維方向的導(dǎo)軌、三維方向的位置標(biāo)尺、三維方向的緊固螺釘和滑塊，其中所述探桿與所述霍爾傳感器直接連接，用于帶動(dòng)所述霍爾傳感器在螺線(xiàn)管內(nèi)沿三維方向移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述水冷設(shè)備包括：進(jìn)水端、環(huán)形套筒和出水端，其中所述螺線(xiàn)管繞在所述環(huán)形套筒上，自來(lái)水通過(guò)所述進(jìn)水端流入所述環(huán)形套筒并從所述出水端流出，以形成循環(huán)流動(dòng)。