[實用新型]一種空間磁場測量儀

有效

• 申請號: 201320356603.6
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN203520718U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 侯素霞;羅積軍;張清華;吳焱楚;喬鵬;劉朝山;李育新
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第二炮兵工程大學
• 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

本實用新型屬于磁場測量技術領域，涉及一種空間磁場測量儀。?

背景技術

大學物理實驗中的“霍爾效應測量磁場”測量的目的在于讓學員在了解霍爾效應的基礎上，深入理解霍爾片工作原理，即如果在霍爾電流垂直方向上加上磁場時，在與磁場相垂直的方向上形成電場，實現對磁場的測量，如圖2所示。但是在目前的現有技術中，進行大學物理實驗“霍爾效應測量磁場”的過程中是實驗室所用的霍爾效應組合儀器中霍爾片被固定在二維坐標尺上，如圖1所示，因此只能在一個豎直平面內移動，導致霍爾片法線始終與磁場方向平行，僅局限于測量電磁鐵鐵芯之間單一方向的磁場，而無法測量二維以及三維空間內的磁場，不能讓學員全面理解磁場性質。?

發明內容

針對上述現有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于，提供一種可將測量一維方向的磁場拓展到測量二維乃至三維磁場的空間磁場測量儀。?

現將本實用新型技術解決方案敘述如下：?

本實用新型一種空間磁場測量儀，將測量一維方向的磁場拓展到測量二維乃至三維磁場，最主要的就是要確定磁場的方向，利用霍爾效應中“當磁場方向垂直于霍爾片時，霍爾電壓達到最大”這一原理來確定磁場方向，其特征在于：由霍爾片、水平軸、支架、銅伸縮桿內桿、頂緊螺栓、銅伸縮桿外桿、鋁轉動盤內盤、鋁轉動盤外盤、底座、二維坐標尺構成；霍爾片鑲嵌在水平軸上；水平軸通過支架安裝在銅伸縮桿內桿上；銅伸縮桿內桿安裝在銅伸縮桿外桿內，通過頂緊螺栓固定；銅伸縮桿外桿固定在鋁轉動盤內盤中；鋁轉動盤內盤放置在鋁轉動盤外盤中；鋁轉動盤外盤與底座粘接固定在一起；底座與二維坐標尺通過螺絲固定。?

本實用新型進一步提供一種空間磁場測量儀，其特征在于：鋁轉動盤內盤為可轉動180°刻度的鋁制圓盤；二維坐標尺標有二維刻度。?

本實用新型進一步提供一種空間磁場測量儀，其特征在于：水平軸4、支架采用塑料制成，其余部件采用鋁或銅材料制成，并用少量導線和輔助器件完成電路連接以及裝置的固定，以避免和減小磁導體材料對實驗的影響。?

本實用新型同現有大學物理實驗室放入霍爾效應測量磁場測量儀只能在一個豎直平面內移動相比，改進后的實驗儀器空間磁場測量儀可以讓學員利用該實驗裝置實現二維及三維磁場的測量，更有利于加深學員對空間磁場的直觀認識，使實驗內容更加充實，實驗數據也更加完善，豐富了教學內容；可實現對磁場空間分布的研究；磁場測量儀移動靈活，角度轉動方便，滿足學員對探究磁場的興趣，更有益于加深學員對磁場分布以及霍爾片的工作原理的認識。?

附圖說明

圖1：原儀器結構圖?

圖2：霍爾效應測量磁場原理?

圖3：本實用新型測量儀結構圖?

圖4：本實用新型空間磁場測量儀工作原理框圖?

其中：1霍爾片??2二維坐標??3霍爾片??4水平軸??5二維支架??6銅伸縮桿內桿??7頂緊螺栓??8同伸縮桿外桿??9鋁轉動盤內盤??10鋁轉動盤外盤??11底座12二維坐標尺?

具體實施方式

現結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明?

參見圖3：本實用新型一種空間磁場測量儀，將測量一維方向的磁場拓展到測量二維乃至三維磁場，最主要的就是要確定磁場的方向，利用霍爾效應中“當磁場方向垂直于霍爾片時，霍爾電壓達到最大”這一原理來確定磁場方向。由霍爾片3、水平軸4、支架5、銅伸縮桿內桿6、頂緊螺栓7、銅伸縮桿外桿8、鋁轉動盤內盤9、鋁轉動盤外盤10、底座11、二維坐標尺12構成；霍爾片3鑲嵌在水平軸上4；水平軸4通過支架5安裝在銅伸縮桿內桿6上；銅伸縮桿內桿6安裝在銅伸縮桿外桿內8，通過頂緊螺栓固定7；銅伸縮桿外桿8固定在鋁轉動盤內盤9中；鋁轉動盤內盤9放置在鋁轉動盤外盤10中；鋁轉動盤外盤10與底座11粘接固定在一起；底座11與二維坐標尺12通過螺絲固定；鋁轉動盤內盤9為可轉動180°刻度的鋁制圓盤；二維坐標尺12標有二維刻度；水平軸4、支架5?采用塑料制成，其余部件采用鋁或銅材料制成，并用少量導線和輔助器件完成電路連接以及裝置的固定，以避免和減小磁導體材料對實驗的影響。?

實施例1：測量二維平面磁場?

測量對象是水平放置的電磁鐵所產生的磁場。通過調節二維支架將霍爾片置于磁場中待測位置，使霍爾片繞豎直中心轉動，觀察霍爾電壓大小變化，當霍爾電壓達最大值時，霍爾片法線方向即該處磁場所在方向，霍爾電壓最大值即為該處磁場對應的霍爾電壓。變換霍爾片位置依照此法即可測二維空間內磁場分布及大小。將此法予以拓展即可完成對三維空間磁場的測量。?