[实用新型]单方向磁场自动定位测量装置

说明书

技术领域：

本实用新型主要涉及一种能实现单方向磁场自动定位测量的装置，该装置能够自动测量空间指定区域或指定位置的磁场参数，属于单方向磁场的高精度定位测量技术领域。

背景技术：

在特殊磁场设计与构建过程中，需要进行规定空间位置的高精度磁场测量。例如，在核磁共振成像仪磁体结构的设计中，要求永磁磁体能够在30cm直径的球形成像空间内产生单方向高度均匀的恒定磁场。为了达到这个设计目标，需要不断调整磁体结构，对成像空间磁场进行反复多次逐点测量，并且要保证定位准确，测量精度高。再例如，用于为基础实验提供强磁场的永磁魔环机构，该永磁魔环能够在孔径为几厘米的空间内产生单方向均匀强磁场，在其设计过程中，同样面临空间磁场逐点多次高精度测量问题。

目前，该类单方向磁场测量工作主要由人工手动操作来完成，这样，大量时间用于调整霍尔探头位置以及测量数据的记录，而且定位精度较低，磁场测量数据不可靠。近来，也有把计算机数据采集技术与人工操作机械机构结合起来的技术，可以一定程度的减少读取数据的工作量，但是，仍需要人工转动霍尔探头角度，工作量很然很大，测量精度也达不到要求。

由上可知，针对一些特殊磁场的测量工作，如单方向磁场的测量问题，急需研制一套易操作、精度高、通用性强的磁场测量系统。

实用新型内容：

1、实用新型目的：

本实用新型的目的是提供一种单方向磁场自动定位测量装置，该装置克服了现有技术中的缺陷，方便快捷，界面操作简单。可代替人工手动测量过程，大大减小操作工作量，提高测量精度和测量效率。主要应用于单方向磁场的高精度定位测量领域。

 2、技术方案：

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种单方向磁场自动定位测量装置，是由容栅位移传感器和霍尔探头构成的数据采集系统、计算机和串口构成的计算机控制电机运动系统和机械执行系统构成，其特征在于：所述容栅位移传感器包括容栅位移传感器定尺和容栅位移传感器动尺；所述机械执行系统包括探杆x方向平移调节机构、探杆y方向平移调节机构和探杆z方向平移调节机构；所述探杆上安装有测量磁场的特斯拉计的霍尔探头，该探杆通过测量臂与探杆y方向平移调节机构连接；探杆y方向平移调节机构通过运动滑台与探杆z方向平移调节机构连接；探杆z方向平移调节机构通过滑动支架与探杆x方向平移调节机构连接。

所述探杆y方向平移调节机构上设有第二滑道，该第二滑道中设有丝杠，第二数控电机设置在丝杠的一端，该丝杠与滑块通过螺纹连接，滑块上安装有测量臂，测量臂的另一端连接探杆。所述滑道上固定有y方向容栅位移传感器定尺，容栅位移传感器动尺固定在滑块上。滑块通过第二数控电机驱动丝杠运动带动探杆沿y方向做平移运动，滑块上的容栅位移传感器动尺记录探杆y方向平移运动距离，并通过容栅位移传感器动尺的串口将探杆的y方向位置信息传给计算机。

所述探杆z方向平移调节机构上设有第三滑道，该第三滑道中也设有丝杠，第三数控电机设置在丝杠的一端，该丝杠与运动滑台通过螺纹连接，运动滑台上安装探杆y方向平移调节机构；所述第三滑道侧面固定有z方向容栅位移传感器定尺，容栅位移传感器动尺固定在运动滑台上；运动滑台通过第三数控电机驱动丝杠运动带动探杆沿z方向做平移运动，运动滑台上的容栅位移传感器动尺记录探杆z方向平移运动距离，并通过容栅位移传感器动尺的串口将探杆的z方向位置信息传给计算机。

所述探杆x方向平移调节机构上设有第一滑道，该第一滑道中也设有丝杠，第一数控电机设置在丝杠的一端，该丝杠与滑动支架通过螺纹连接，滑动支架上安装探杆z方向平移调节机构；所述第一滑道侧面固定有x方向容栅位移传感器定尺，容栅位移传感器动尺固定在滑动支架上；滑动支架通过第一数控电机驱动丝杠运动带动探杆沿x方向做平移运动，滑动支架上的容栅位移传感器动尺记录探杆x方向平移运动距离，并通过容栅位移传感器动尺的串口将探杆的x方向位置信息传给计算机。

所述数控电机均为步进电机。

所述的测量装置采用不导磁的铝合金材料。

 3、优点及效果：

本实用新型的有益效果如下：

（1）、采用三套数控电机，可分别实现探杆的三个方向的平移运动；

（2）、采用滚珠丝杠和滑道，利用滚珠丝杠的高精度和滑道的强接触刚度保证了装置整体定位的精度高；

（3）、采用闭环控制系统实现了探杆的自动定位和自动测量，加快了测量的速度，提高了测量精度；