[发明专利]一种高精度相对磁场强度测量装置

说明书

技术领域

本发明属于相对磁场强度的探测领域，具体涉及一种适用于高等院校物理实验教学领域，用于验证毕奥-萨法尔定律的高精度相对磁场强度测量装置。

背景技术

目前，磁场的应用已十分广泛，不仅在近代科学中研究物性方面及物理教学方面需要，并且在工农业生产、国防和医疗方面也得到了应用。磁探测在研究地震学、地球物理学和天体物理学中已成为一个必需的手段。因此，研究测量磁场的方法具有极其重要的意义。

测量磁场的方法有多种，如磁通门法，霍尔效应法，磁共振法，超导效应法，磁光效应法，磁阻效应法等。磁通门传感器是磁通法测量技术的主要器件，并且具有很高的灵敏度，但因其探头以及电路装置体积、重量都较大而限制了它们的广泛应用。霍尔效应法是在实际应用中比较成熟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，可以用于测量小间隙磁场。磁共振法是利用物质量子状态变化而测量磁场的一种方法，一般可用来测量均匀的恒定磁场，测量精度高。超导效应法是利用弱耦合超导体中约瑟夫森效应的原理测量磁场的一种方法，它可以测量0.1T以下的恒定磁场和交变磁场。磁光效应法是利用磁场对光和介质的相互作用而产生的磁光效应来测量磁场的一种方法。可以测量0.1-10T之间的磁场，测量误差为0.01T。磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象，具有体积小、测量精度高等特点，应用广泛。

本发明利用基于磁阻效应的磁阻传感器，并通过测量双向磁场强度做差值的方法，抑制由于温度漂移、非线性误差、垂直轴方向磁场等引起外界干扰，测量范围±0.6mT，测量精度可达0.001mT。同比目前其他磁场强度测量仪器，具有体积小、重量轻、成本低廉、测量精度高等特点，可以广泛应用于科学研究、高等教学及其他磁场强度测量领域。

发明内容

本发明的目的是公开一种高精度相对磁场强度测量装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括磁阻传感装置、中央控制处理模块、固定导轨装置：

磁阻传感装置包括双轴磁阻传感器、保护套管、传感器线缆和套管支架，保护套管安装在套管支架之上，磁阻传感器封闭在保护套管靠近载流线圈的一端，传感器线缆与中央控制处理模块连接；

固定导轨装置包括线圈插座、长直导轨、线圈插座固定在长直导轨左端，长直导轨上标有位置刻度,线圈插座用于安插载流导线；

中央控制处理模块包括控制/处理器、置位复位电路、放大电路、A/D转换电路及电源，控制/处理器控制置位复位电路为传感器装置提供置位/复位信号，传感器输出的差分电压值通过运算放大器放大后，由控制/处理器驱动模拟/数字转换器将数据读出，进行双向偏置差值抗干扰处理并根据放大电路及模拟/数字转换器参数对相对磁场强度解算，

电流元在空间中一点P产生的磁场为：

dB→=μ04π·Id1→×r→r3]]>

任意载流导线在空间中任一点P产生的磁感强度为