[發(fā)明專利]一體化高斯計系統(tǒng)及一體化高斯計

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710066169.0
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106707205A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李云方;路陽;張歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京艾馳電子科技有限公司
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07;G05B19/042
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所32207
• 代理人: 李湘群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高斯計，特別涉及一種體積小且精度高的一體化高斯計，屬于測量器械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

霍爾效應(yīng)是指，當(dāng)電流通過一個位于磁場中的導(dǎo)體的時候，磁場會對導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個垂直于電子運動方向上的作用力，從而在垂直于導(dǎo)體與磁感線的兩個方向上產(chǎn)生電勢差。霍爾元件則是根據(jù)該原理設(shè)計研制的電子器件，其設(shè)有4個引腳，其中一對為電源輸入，另外一對為電壓輸出。使用時要求電源輸入的一組為恒流源或者恒壓源，確保基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定。在非飽和階段，霍爾電勢差會隨著磁場強弱而高低變化，也就是說當(dāng)霍爾元件中電源輸入端電壓或電路恒定時，輸出電壓會隨著磁場強度變化而變化，并呈現(xiàn)出線性變化狀態(tài)。高斯計正是利用霍爾元件在非飽和階段的隨著磁場變化而線性變化的特點，所制成的磁感應(yīng)強度測試儀器。

目前，市售高斯計均采用探頭和主機分離的方式，探頭部分的與主機通過電纜相連接。使用時，將主機放置在方便觀察的位置，然后手持探頭進行測量。為了方便使用，探頭電纜長度會設(shè)計得很長，每次使用前后對電纜的整理會對其造成損傷，長此以往，線路中阻抗變化必然會影響到測量精度。

另外，由于探頭和主機分離，因此在探頭制作工藝上相對謹慎，把霍爾元件包裹得十分嚴密，霍爾元件的位置無法觀察到，也就增加了使用者的操作難度，造成測量誤差的概率增大。

最后，市售高斯計專門設(shè)計獨立的恒流源或恒壓源為霍爾元件供電，然后再用單片機對霍爾元件的輸出電壓進行采集運算后顯示，由于存在較多組件，制造成本上存在一定壓力，導(dǎo)致市場售價較高。

申請?zhí)枮镃N201410608241.4的發(fā)明專利公開了一種利用單片機組成的高斯計，包括供電系統(tǒng)、單片機、電壓顯示裝置和依次電連接的磁感應(yīng)裝置、電壓基準(zhǔn)集成電路和電壓調(diào)節(jié)器，其中的電壓顯示裝置分別與磁感應(yīng)裝置和電壓基準(zhǔn)集成電路電連接，磁感應(yīng)裝置還電連接有供電系統(tǒng)。該高斯計存在以下明顯缺陷：1、僅能模擬電壓值，不能真實反映出磁感應(yīng)強度，而真實反映出磁感應(yīng)強度是在實際使用中所必須的；2、用電壓表進行顯示，其測量了結(jié)果具有很大偏差；3、從本領(lǐng)域?qū)I(yè)角度來看，該專利申請的技術(shù)方案完全是對一些功能模塊的簡單堆砌，這樣的堆砌沒有任何的實用價值，這些功能模塊本身達不到磁感應(yīng)測量的基本要求，堆砌出來的技術(shù)方案也無法稱之為高斯計；4、功能模塊多，不能在機構(gòu)上縮減成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中高斯計存在的上述問題，本發(fā)明提供一種一體化高斯計系統(tǒng)及一體化高斯計。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種一體化高斯計系統(tǒng)，包括顯示模塊、按鍵模塊、電池模塊、霍爾元件，還包括兼具模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊DA和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊AD的單片機，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊AD與霍爾元件相連，用于為霍爾元件提供基礎(chǔ)電壓，起到恒流源或者恒壓源的作用，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊DA與霍爾元件相連，用于采集霍爾元件在磁場中的數(shù)據(jù)，所述電池模塊與單片機相連，用于為單片機供電，所述顯示模塊與單片機相連，用于對外顯示數(shù)據(jù)，所述按鍵模塊與單片機相連，用于向單片機發(fā)出控制指令。

本發(fā)明還提供一種基于上述一體化高斯計系統(tǒng)的一體化高斯計，包括線路板，所述線路板的一端為固定設(shè)置有霍爾元件的探頭，另一端為固定設(shè)置有包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊DA和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊AD的單片機的手柄，且設(shè)置有單片機的這一端套設(shè)于外殼內(nèi)，所述外殼上設(shè)置有包括顯示屏和按鍵的人機交互界面。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述霍爾元件的外部用透明灌封膠進行保護。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述按鍵包括HOLD鍵，所述HOLD鍵用于鎖定顯示結(jié)果。

作為本發(fā)明的進一步改進，用于裝配霍爾元件的線路板部分與用于裝配單片機的線路板部分為一體成型的PCB板。

作為本發(fā)明的進一步改進，在裝配霍爾元件的線路板部分還設(shè)置有用于讀取長度信息的刻度標(biāo)記。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明利用單片機自身的集成度和精度優(yōu)勢，在不降低產(chǎn)品性能的同時，大大的降低了電路復(fù)雜度和制造成本并增加了產(chǎn)品可靠性。

2、由于線路結(jié)構(gòu)大大簡化，體積也能夠減小很多，和傳統(tǒng)的高斯計相比，體積僅有原來的探頭手柄大小。探頭的敏感點位置就是霍爾元件的幾何中心，通過透明灌封膠可以清楚的看到霍爾元件中心，因此能夠避免測試位置不準(zhǔn)確出現(xiàn)的誤差。

3、本發(fā)明中高斯計按鍵的設(shè)置中，專門設(shè)有HOLD鍵，能夠鎖定顯示，保證測試點結(jié)果準(zhǔn)確的顯示。