[发明专利]基于Arduino的多种磁场综合测试仪

说明书

本发明公开了一种基于Arduino的多种磁场综合测试仪，采用Arduino单片机以及霍尔传感器等装置，研制出能测量多种磁场综合实验仪，基于对不同磁场测量方法的理解及相关实验设备的整合，将恒定磁场、交变磁场和地磁场的测量实验结合，体现恒定磁场、交变磁场和地磁场在电磁效应中的差异，测量磁场的大小和方向，有利于帮助学生认识和理解载流圆形线圈与亥姆霍兹线圈的磁场的分布情况，以及地磁场关于平行地面的分量大小。

技术领域

本发明涉及物理测试技术领域，更具体的说是涉及一种基于Arduino的多种磁场综合测试仪。

背景技术

目前，现代科技的进步，使得新工艺、新技术、新材料不断推陈出新。在新环境下，物理实验可以帮助学生了解现代科学的发展离不开基础物理学的支撑，物理实验以小见大、真实地反应了现代科学技术渐进的理论原由。目前出现的很多科技产品、改良新产品等，集中表现了现代科技的变化力量。然而，一些反应现代科技的实验不仅仅是使用天平、弹簧称、温度计、学生电源、电压、电流表、灵敏电流计等这么简单就能解释、验证的，现代工业或科技发展，在精度、性能方面已经有了大的进步和变化，传统的物理实验仪器很难表现、表达好这些科学技术的关键内容。所以，使用新的实验仪器，代替陈旧、老化的物理实验仪器迫在眉睫。

磁场在很多领域都有广泛的应用，为了深入了解磁场的特性，同时为了更好地利用磁场，对磁场的测量得到了越来越多的重视。当前众多院校关于磁场的测量方法主要有霍尔效应测螺线管磁场和电磁感应法测交变磁场等，其本质都是对磁感应强度的测量，而在实验设备上却是完全分离的两套设备，这为实验的空间布置和实验经费增加了不必要的负担。

因此，如何实现磁场测量设备的整合是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于Arduino的多种磁场综合测试仪，采用Arduino单片机以及霍尔传感器，研制出能测量多种磁场综合实验仪，基于对不同磁场测量方法的理解及相关实验设备的整合，将恒定磁场、交变磁场和地磁场的测量实验结合，体现恒定磁场、交变磁场和地磁场在电磁效应中的差异，测量磁场的大小和方向，有利于帮助学生认识和理解载流圆形线圈与亥姆霍兹线圈的磁场的分布情况，以及地磁场关于平行地面的分量大小。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于Arduino的多种磁场综合测试仪，包括底板，以及设置在底板上的Arduino单片机、可调线圈组、万向球、探测线圈、指南针、丝杆滑轨、磁感应强度显示屏、电流电压显示屏、单双线圈开关、直流交流转换开关、接线柱和线圈间距刻度尺；

所述Arduino单片机电连接所述万向球、所述磁感应强度显示屏和所述电流电压显示屏；

所述万向球通过固定在所述丝杆滑轨上，并伸入所述可调线圈组之间，实现x轴方向、y轴方向和z轴方向滑动；

所述探测线圈通过所述丝杆滑轨在所述可调线圈组之间滑动，实现x轴方向和y轴方向滑动；

所述指南针可移动固定在所述底板上；

所述接线柱通过所述交流直流转换开关连接所述可调线圈组；

所述线圈间距刻度尺固定在所述可调线圈组一侧；

所述单双线圈开关连接所述可调线圈组、所述电流电压显示屏和所述磁感应强度显示屏；实现单线圈或双线圈接通切换；

所述交流直流转换开关连接所述所述可调线圈组、所述电流电压显示屏和所述磁感应强度显示屏。

优选的，所述交流直流转换开关为一组开关，同时拨动实现交流或直流的切换，通直流电时接通所述电流电压显示屏和所述磁感应强度显示屏，同交流电时进行交变磁场测量。