[发明专利]磁场强度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及电磁学领域，尤其涉及一种磁场强度测量装置。

背景技术

磁场测量的发展有着悠久的历史，早在两千多年前，人们就用司南来探测磁场，用于指示方向。随着物理学、材料科学和电子技术的不断发展，磁场测量技术取得了很大进展，磁场测量方法也越来越多。当前，磁场测量技术己广泛应用于地球物理学、空间科学、生物医学、军事技术、工业探伤等领域，成为不可或缺的手段。磁场测量常以磁场强度的大小作为度量标准，针对不同场合下磁场强度的不同，需要采用不同的测量方法。

霍尔效应是指当外磁场垂直于流过金属或半导体中的电流时，会在金属或半导体中垂直于电流和外磁场的方向产生电动势的现象。霍尔效应法是在实际应用中应用较多的一种磁场测量方法，利用霍尔效应法可以连续线性地读数，而且可以用于测量小间隙磁场，还可以使用多探头实现自动化测量和数据处理。

霍尔效应磁场测量仪是测试磁场强度的一种专用仪器，已广泛用于测量电机转子、磁性材料、玩具、冰箱的门封磁条、音响的扬声器、作为开关的离合器及各种磁疗产品的磁场强度。但随着社会的发展和科学技术的不断进步，对该仪器的功能、智能化、实用性等方面的要求越来越高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于霍尔效应的磁场强度测量装置，从而更智能、更精确、更实用地连续线性测量磁场强度。

根据本发明的一个方面，提供一种磁场强度测量装置，所述装置包括：信号源设备、霍尔传感器、螺线管、三维进给设备和水冷设备，其中，

所述螺线管为长直形，在所述螺线管中通过励磁电流；

所述霍尔传感器用于产生霍尔电压；

所述信号源设备用于为所述螺线管提供励磁电流，为所述霍尔传感器提供工作电压，并测量所述霍尔传感器所输出的霍尔电压；

所述三维进给设备用于使所述霍尔传感器在三维空间中移动，并测量所述霍尔传感器在三维空间中的位置；以及

所述水冷设备用于利用循环水流来冷却所述螺线管，以消除所述螺线管所发出的热量。

优选地，所述信号源设备进一步包括：数控可调电流源、第一直流稳压电源、第二直流稳压电源和数字电压表，其中

所述数控可调电流源用于为所述螺线管提供励磁电流；

所述第一直流稳压电源和所述第二直流稳压电源用于为所述霍尔传感器提供工作电压；以及

所述数字电压表用于测量所述霍尔传感器所输出的霍尔电压。

优选地，所述数控可调电流源的调节范围为0-0.5A，所述第一直流稳压电源的调节范围为2.4V-2.6V，所述第二直流稳压电源的调节范围为4.8V-5.2V，所述数字电压表具有两种量程，分别为19.999V量程和1999.9mV量程。

优选地，所述信号源设备进一步包括一换向开关K2，所述数控可调电流源通过所述换向开关K2给所述螺线管提供励磁电流，

其中，当所述换向开关K2处于第一导通位置和第二导通位置时，所述数控可调电流源给所述螺线管所提供的励磁电流方向相反，当所述换向开关K2处于断开位置时，断开给所述螺线管的励磁电流供应。

优选地，所述信号源设备进一步包括一开关K1，

其中，当所述开关K1处于第一位置时，所述霍尔传感器的两根引线V+和V-分别与所述第二直流稳压电源的正负两端连接，用以给所述霍尔传感器提供工作电压，而所述霍尔传感器的两根引线Vout和V-连接所述数字电压表的正负端，用以输出霍尔电压。

优选地，当对所述磁场强度测量装置进行调节时，先使所述换向开关K2处于断开位置，以使所述霍耳传感器处于零磁场条件下，使所述开关K1处于第一位置，调节所述第二直流稳压电源的输出电压，使得所述数字电压表所显示的电压值为2.500V，这时所述霍耳传感器达到标准化工作状态；

然后，仍使所述换向开关K2处于断开位置，使所述开关K1处于第二位置，调节所述第一直流稳压电源的输出电压，使所述数字电压表所显示的电压值为0，即用一外接2.500V的电位差与所述霍尔传感器所输出的2.500V电位差进行补偿。

优选地，所述三维进给设备进一步包括探杆、三维方向的导轨、三维方向的位置标尺、三维方向的紧固螺钉和滑块，其中所述探杆与所述霍尔传感器直接连接，用于带动所述霍尔传感器在螺线管内沿三维方向移动。

优选地，所述水冷设备包括：进水端、环形套筒和出水端，其中所述螺线管绕在所述环形套筒上，自来水通过所述进水端流入所述环形套筒并从所述出水端流出，以形成循环流动。