一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置，特別是一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁場是一個重要的物理量，它分布在空間中，通常磁場的分布是不均勻的，由于磁場是矢量，因而每一個點(diǎn)的大小和方向都不相同。無論是科學(xué)研宄還是技術(shù)開發(fā)對磁場的測量都有著重要的物理意義，目前實(shí)驗(yàn)中主要是使用mT計和霍爾磁場測試儀完成磁場的測量，這兩種儀器不能夠滿足對磁場這一矢量的測量需求。如今在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中的霍爾效應(yīng)磁場測試儀儀器及HlT計只能確定和描繪磁場在一個方向的磁場的大小。使用現(xiàn)有的儀器，如果為了測量一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，需要在空間轉(zhuǎn)動霍爾片或傳感器，找到最大的讀數(shù)，從而得到測量值。但是往往不能同時得到磁場方向的數(shù)據(jù)，很顯然用該方法使霍爾片或霍爾傳感器完全對準(zhǔn)磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的方向其實(shí)是不可能的，因此目前的方法在實(shí)際測量中具有一定的局限性。
[0003]對于空間磁場的測試，目前沒有既能測試磁場大小又能測試磁場方向的儀器，這對我們了解空間任意磁場，認(rèn)識客觀磁場分布情況還不夠。
[0004]專利公開(公告)號:CN2566281，公開了一種三維數(shù)字式霍爾磁場測量儀，測量儀中含有以三維霍爾芯片為主的磁場測量電路、電源和液晶顯示模塊。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
[0005]專利公開(公告)號:CN203520718U，公開了一種空間磁場測量儀，可以實(shí)現(xiàn)空間定位，但是使用一個霍爾片，通過轉(zhuǎn)動霍爾片測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，這種辦法測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型提供了一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置，該裝置既能測試磁場大小又能測試磁場方向的儀器。
[0007]本實(shí)用新型提供的一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置包括:矢量探桿、“一”字形霍爾片定位孔、“十”字形霍爾片定位孔、X軸向測量區(qū)、y軸向測量區(qū)、Z軸向測量區(qū)，X軸向移動標(biāo)尺、y軸向移動標(biāo)尺、z軸向移動標(biāo)尺和底座，所述X軸向移動標(biāo)尺、y軸向移動標(biāo)尺和z軸向移動標(biāo)尺均安裝在底座上，并組合成三維架，實(shí)現(xiàn)對傳感器的空間定位，其中，X軸向移動標(biāo)尺下面有齒條齒輪傳動裝置，驅(qū)動X軸向移動標(biāo)尺在底座上橫向移動；y軸向移動標(biāo)尺后面有齒輪齒條傳動裝置，驅(qū)動y軸向移動標(biāo)尺在底座上上下移動；Z軸向移動標(biāo)尺側(cè)面有齒條齒輪傳動裝置，驅(qū)動Z軸向移動標(biāo)尺在底座上前后移動；矢量探桿固定在Z軸向移動標(biāo)尺的前端，矢量探桿為輕質(zhì)有強(qiáng)度的塑料桿；“一”字形霍爾片定位孔和“十”字形霍爾片定位孔設(shè)在矢量探桿上。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0009]對現(xiàn)有探桿結(jié)構(gòu)以及探桿與霍爾片的連接進(jìn)行了改進(jìn)，在一個點(diǎn)可以測量磁場的三個分量。使用本裝置，只需要霍爾片在χ、γ、ζ三個方位測量出三個分量，然后就可以合成得到磁感應(yīng)強(qiáng)度分量的大小，以及磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。由于沒有了人為的判斷，結(jié)果測量的精度完全取決于儀器的測量精度?，F(xiàn)有儀器靠轉(zhuǎn)動霍爾片，只能夠測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的近似值，況且不能夠準(zhǔn)確確定方向；由于霍爾片固定在探桿上不能動，實(shí)驗(yàn)后往往誤以為磁感應(yīng)強(qiáng)度是標(biāo)量。改進(jìn)后，通過分量的測量合成磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的大小，計算磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的方向，因此也極大地豐富了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。本實(shí)用新型對磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的測量結(jié)果將在工業(yè)設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0010]圖1是一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置中矢量探桿與空間參考方向關(guān)系不意圖。
[0012]圖3是一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置中矢量探桿與三維架的連接關(guān)系不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置，該裝置由矢量探桿1、“一”字形霍爾片定位孔2、“十”字形霍爾片定位孔3、χ軸向測量區(qū)4、y軸向測量區(qū)5、ζ軸向測量區(qū)6，X軸向移動標(biāo)尺7、y軸向移動標(biāo)尺8、z軸向移動標(biāo)尺9和底座10構(gòu)成，所述X軸向移動標(biāo)尺7、y軸向移動標(biāo)尺8和z軸向移動標(biāo)尺9均安裝在底座10上，并組合成三維架，實(shí)現(xiàn)對傳感器的空間定位，其中，X軸向移動標(biāo)尺7下面有齒條齒輪傳動裝置，驅(qū)動X軸向移動標(biāo)尺7在底座10上橫向移動；y軸向移動標(biāo)標(biāo)尺8后面有齒輪齒條傳動裝置，驅(qū)動I軸向移動標(biāo)尺8在底座10上上下移動；z軸向移動標(biāo)尺9側(cè)面有齒條齒輪傳動裝置，驅(qū)動z軸向移動標(biāo)尺9在底座10上前后移動，矢量探桿I固定在z軸向移動標(biāo)尺9的前端矢量探桿I為輕質(zhì)有強(qiáng)度的塑料桿；“一”字形霍爾片定位孔2和“十”字形霍爾片定位孔3設(shè)在矢量探桿I上。
[0014]本實(shí)用新型的使用方法如下:
[0015]將設(shè)計好的電動機(jī)轉(zhuǎn)子通電后放入圖2的空間內(nèi)，三個坐標(biāo)軸對應(yīng)三維架的三個平移標(biāo)尺，探桿平行于Y軸固定在三維架頂端。將霍爾片連接到霍爾效應(yīng)測量儀上接通電源。調(diào)節(jié)三維架使探桿的頭對應(yīng)轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵點(diǎn)上，讀取坐標(biāo)，然后根據(jù)坐標(biāo)值在坐標(biāo)紙上可以描繪出轉(zhuǎn)子。調(diào)節(jié)三維架到需要測量的位置，讀取測量點(diǎn)的坐標(biāo)值，就可以在坐標(biāo)上找到該點(diǎn)的位置，然后將霍爾片從圖1中的4位置放入“一”字形霍爾片定位孔2中，就可以測量該點(diǎn)的Bx分量，同理，把霍爾片從側(cè)面5、6位置按照箭頭方向放入“十”字形霍爾片定位孔3，霍爾片的法線方向正好與Y、Z軸方向平行，因此可以測量該點(diǎn)By、Bz兩個分量。然后就可以根據(jù)公式計算該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與方向。
[0016]如果需要測量轉(zhuǎn)子周圍空間的磁場分布，可以在圖2中選取一些平行線，使探桿沿著平行線移動，逐一測量線上每一個點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置，其特征是該裝置包括:矢量探桿、“一”字形霍爾片定位孔、“十”字形霍爾片定位孔、X軸向測量區(qū)、y軸向測量區(qū)、Z軸向測量區(qū)，X軸向移動標(biāo)尺、y軸向移動標(biāo)尺、Z軸向移動標(biāo)尺和底座，所述X軸向移動標(biāo)尺、y軸向移動標(biāo)尺和z軸向移動標(biāo)尺均安裝在底座上，并組合成三維架，其中，X軸向移動標(biāo)尺下面有齒條齒輪傳動裝置，驅(qū)動X軸向移動標(biāo)尺在底座上橫向移動；y軸向移動標(biāo)尺后面有齒輪齒條傳動裝置，驅(qū)動I軸向移動標(biāo)尺在底座上上下移動；z軸向移動標(biāo)尺側(cè)面有齒條齒輪傳動裝置，驅(qū)動Z軸向移動標(biāo)尺在底座上前后移動；矢量探桿固定在Z軸向移動標(biāo)尺的前端；“一”字形霍爾片定位孔和“十”字形霍爾片定位孔設(shè)在矢量探桿上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量測量裝置，該裝置既能測試磁場大小又能測試磁場方向的儀器。該裝置包括：矢量探桿、“一”字形霍爾片定位孔、“十”字形霍爾片定位孔、x軸向測量區(qū)、y軸向測量區(qū)、z軸向測量區(qū)，x軸向移動標(biāo)尺、y軸向移動標(biāo)尺、z軸向移動標(biāo)尺和底座。本實(shí)用新型對現(xiàn)有探桿結(jié)構(gòu)以及探桿與霍爾片的連接進(jìn)行了改進(jìn)，在一個點(diǎn)可以測量磁場的三個分量。使用本裝置，只需要霍爾片在X、Y、Z三個方位測量出三個分量，然后就可以合成得到磁感應(yīng)強(qiáng)度分量的大小，以及磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。本實(shí)用新型對磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的測量結(jié)果將在工業(yè)設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。
【IPC分類】G01R33-07
【公開號】CN204575833
【申請?zhí)枴緾N201520281907
【發(fā)明人】劉正軍, 馮亮花, 尹騰, 曹斌濤
【申請人】遼寧科技大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月4日