專利名稱：三維微磁儀探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微磁儀，尤其涉及一種三維微磁儀探頭。
背景技術：
目前，測量磁場儀器一般為高斯計或特斯拉計。其探頭內(nèi)置霍爾元件，將探頭移至 磁場環(huán)境并旋轉至適當位置，霍爾元件上則可以產(chǎn)生霍爾電壓信號，通過儀器內(nèi)置電路及 單片機系統(tǒng)對信號進行處理分析后，在顯示屏上顯示所測磁場的磁感應強度大小。但是，目 前的高斯計或特斯拉計不能測量出磁感應強度的方向，給應用帶來不便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供三維微磁儀探頭。本實用新型通過如下技術方案實現(xiàn)一種三維微磁儀探頭，包括兩個霍爾元件和一個探頭基體，所述霍爾元件分別安 裝在探頭基體的兩個相互垂直的表面。上述的三維微磁儀探頭中，所述霍爾元件焊接在電路板上，電路板通過過盈配合 裝在探頭基體上。上述的三維微磁儀探頭中，霍爾元件的管腳與通過焊點與所述電路板上的覆銅電 線焊接。上述的三維微磁儀探頭中，霍爾元件的管腳通過所述電路板上的覆銅電線與微磁 儀內(nèi)部的單片機電連接。上述的三維微磁儀探頭中，所述探頭基體為APS塑探頭基體。上述的三維微磁儀探頭中，所述霍爾元件為UGN3503霍爾元件?？偟膩碚f，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和效果本三維微磁儀探頭 克服現(xiàn)有磁場測量儀器不能測量出磁場方向的不足。本實用新型結構簡單，安裝方便，將該 三維探頭應用于微磁儀中，不僅能測量出磁場的磁感應強度的大小，而且能方便地測量出 空間任一微小磁場的方向。

圖1是本實用新型的三維微磁儀探頭的結構示意圖。圖2是三維微磁儀機械裝配圖。圖中微磁儀探頭基體2.霍爾元件3.小電路板4.焊錫點5.覆銅電線6.探頭外 殼7.信號傳送線套管8.微磁儀電路板腔體9.顯示屏10.鍵盤控制按鈕11.底座。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施作進一步說明，但本實用新型的保護和實施不 限于此。[0016]在圖1中，已焊接上霍爾元件2的小電路板3與微磁儀基體1通過過盈配合裝配 在一起。為保證三個霍爾元件的垂直度，微磁儀基體1采用APS塑料為原材料，通過高精度 銑床加工獲得。小電路板按設計尺寸裝配。霍爾元件2的管腳與小電路板3上的覆銅電線 5之間通過焊錫點4焊接。霍爾元件2在分別感應到兩相互垂直的磁場分量后，通過覆銅電 線將霍爾電壓信號由傳輸線輸入微磁儀內(nèi)部的單片機控制系統(tǒng)。為減少信號在傳輸過程中 受到的干擾，應該盡量保證焊錫點4的均勻飽滿，形狀規(guī)則。在圖2中，霍爾元件探頭裝配在探頭外殼6內(nèi)腔，并用鋁材緊定螺釘固定，信號由 傳輸線從套管7內(nèi)部走線，傳至微磁儀電路板腔體8中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(如單片機系統(tǒng))， 該系統(tǒng)內(nèi)含單片機電路，放大電路及A/D轉換電路等。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，在顯示屏9上顯示出 測量結果?？赏ㄟ^控制鍵盤控制按鈕10，對測量結果選擇顯示，并可選擇顯示各個方向的磁 場分量及其合場強大小，以及磁場方向角。探頭外殼6還起到保護易損原件霍爾片的作用， 以及對測量環(huán)境不產(chǎn)生干擾的作用。底座11為整個測量提供了一個穩(wěn)定的基礎，使測量過 程不產(chǎn)生抖動。本實施方式將三個性能參數(shù)相同的UGN3503霍爾元件分別粘貼在探頭基體上三 個相互垂直的表面，每個霍爾元件感應一個方向的磁感應強度，轉換成霍爾電壓從引腳輸 出。由事先制作好的電壓基準與霍爾電壓進行差分，再通過多路模擬開關分時選擇各通道 的信號，經(jīng)過運算放大器和A/D轉換器，最后進入單片機系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)對信號進行處理 分析，最后在顯示屏上顯示所測磁場的磁感應強度大小及磁感應強度與設定的空間直角坐 標系中各坐標軸正方向的夾角，從而達到測量磁場的大小和方向之目的?；魻栐伤芰?外殼保護，使測量過程中霍爾元件不易損壞，同時在測試時不會對磁場環(huán)境帶來新的干擾。微磁儀原理簡介當外磁場垂直穿過霍爾元件片時，若給霍爾元件通以恒定電流， 則在霍爾元件的輸出腳會輸出霍爾電壓信號?；魻栯妷号c事先制作好的電壓基準進行差分 運算，所得各通道信號經(jīng)過多路模擬開關分時選擇，通過運算放大器和A/D轉換器，進入單 片機系統(tǒng)進行處理分析，最后在顯示屏上顯示所測磁場的磁感應強度大小以及磁感應強度 與設定的空間直角坐標系中各坐標軸正方向的夾角，從而達到測量磁場的大小和方向之目 的。下面再提供測量數(shù)據(jù)供參考測量環(huán)境由亥姆霍茲線圈產(chǎn)生磁場。探頭位置置于亥姆霍茲線圈中間。測量微磁儀在初始測量時將初始值自動歸零，然后進行精度測試。測量數(shù)據(jù)如表 1所示，可以精確到小數(shù)點后三位數(shù)。表 權利要求三維微磁儀探頭，其特征在于包括三個霍爾元件和一個探頭基體，所述三個霍爾元件分別安裝在探頭基體的三個相互垂直的表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的三維微磁儀探頭，其特征在于所述霍爾元件焊接在電路板 上，電路板通過過盈配合裝在探頭基體上。
3.根據(jù)權利要求2所述的三維微磁儀探頭，其特征在于霍爾元件的管腳與通過焊點與 所述電路板上的覆銅電線焊接。
4.根據(jù)權利要求3所述的三維微磁儀探頭，其特征在于霍爾元件的管腳通過所述電路 板上的覆銅電線與微磁儀內(nèi)部的單片機電連接。
5.根據(jù)權利要求1 4任一項所述的三維微磁儀探頭，其特征在于所述探頭基體為 APS塑探頭基體。
6.根據(jù)權利要求5所述的三維微磁儀探頭，其特征在于所述霍爾元件為UGN3503霍爾 元件。
7.根據(jù)權利要求6所述的三維微磁儀探頭，其特征在于所述霍爾元件外套有塑料外tJXi O
專利摘要本實用新型公開一種三維微磁儀探頭，包括三個霍爾元件和一個探頭基體，所述三個霍爾元件分別安裝在探頭基體的三個相互垂直的表面，霍爾元件焊接在電路板上，電路板通過過盈配合裝在探頭基體上。當外磁場垂直穿過霍爾元件片時，若給霍爾元件通以恒定電流，則在霍爾元件的輸出腳會輸出霍爾電壓信號?；魻栯妷号c事先制作好的電壓基準進行差分運算，所得各通道信號經(jīng)過多路模擬開關分時選擇，通過運算放大器和A/D轉換器，進入單片機系統(tǒng)進行處理分析，計算出測量結果。本實用新型結構簡單，安裝方便，使微磁儀不僅能測量出磁場的磁感應強度的大小，而且能方便地測量出空間任一微小磁場的方向。
文檔編號G01R33/07GK201716405SQ20102026253
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權日2010年7月16日
發(fā)明者冼卓宇, 張紅, 袁曉志, 陳旭文, 陳祝權, 鮑翔 申請人:華南理工大學