一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及磁感应强度矢量测量装置，特别是一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置。
【背景技术】
[0002]磁场是一个重要的物理量，它分布在空间中，通常磁场的分布是不均匀的，由于磁场是矢量，因而每一个点的大小和方向都不相同。无论是科学研宄还是技术开发对磁场的测量都有着重要的物理意义，目前实验中主要是使用mT计和霍尔磁场测试仪完成磁场的测量，这两种仪器不能够满足对磁场这一矢量的测量需求。如今在实验室教学中的霍尔效应磁场测试仪仪器及HlT计只能确定和描绘磁场在一个方向的磁场的大小。使用现有的仪器，如果为了测量一点的磁感应强度，需要在空间转动霍尔片或传感器，找到最大的读数，从而得到测量值。但是往往不能同时得到磁场方向的数据，很显然用该方法使霍尔片或霍尔传感器完全对准磁感应强度矢量的方向其实是不可能的，因此目前的方法在实际测量中具有一定的局限性。
[0003]对于空间磁场的测试，目前没有既能测试磁场大小又能测试磁场方向的仪器，这对我们了解空间任意磁场，认识客观磁场分布情况还不够。
[0004]专利公开(公告)号:CN2566281，公开了一种三维数字式霍尔磁场测量仪，测量仪中含有以三维霍尔芯片为主的磁场测量电路、电源和液晶显示模块。结构复杂，成本高。
[0005]专利公开(公告)号:CN203520718U，公开了一种空间磁场测量仪，可以实现空间定位，但是使用一个霍尔片，通过转动霍尔片测量磁感应强度的大小，这种办法测量结果不准确。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供了一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置，该装置既能测试磁场大小又能测试磁场方向的仪器。
[0007]本实用新型提供的一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置包括:矢量探杆、“一”字形霍尔片定位孔、“十”字形霍尔片定位孔、X轴向测量区、y轴向测量区、Z轴向测量区，X轴向移动标尺、y轴向移动标尺、z轴向移动标尺和底座，所述X轴向移动标尺、y轴向移动标尺和z轴向移动标尺均安装在底座上，并组合成三维架，实现对传感器的空间定位，其中，X轴向移动标尺下面有齿条齿轮传动装置，驱动X轴向移动标尺在底座上横向移动；y轴向移动标尺后面有齿轮齿条传动装置，驱动y轴向移动标尺在底座上上下移动；Z轴向移动标尺侧面有齿条齿轮传动装置，驱动Z轴向移动标尺在底座上前后移动；矢量探杆固定在Z轴向移动标尺的前端，矢量探杆为轻质有强度的塑料杆；“一”字形霍尔片定位孔和“十”字形霍尔片定位孔设在矢量探杆上。
[0008]本实用新型的有益效果体现在:
[0009]对现有探杆结构以及探杆与霍尔片的连接进行了改进，在一个点可以测量磁场的三个分量。使用本装置，只需要霍尔片在χ、γ、ζ三个方位测量出三个分量，然后就可以合成得到磁感应强度分量的大小，以及磁感应强度的方向。由于没有了人为的判断，结果测量的精度完全取决于仪器的测量精度。现有仪器靠转动霍尔片，只能够测量磁感应强度的近似值，况且不能够准确确定方向；由于霍尔片固定在探杆上不能动，实验后往往误以为磁感应强度是标量。改进后，通过分量的测量合成磁感应强度矢量的大小，计算磁感应强度矢量的方向，因此也极大地丰富了实验的内容。本实用新型对磁感应强度矢量的测量结果将在工业设计中得到广泛的应用。
【附图说明】
[0010]图1是一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置结构示意图。
[0011]图2是一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置中矢量探杆与空间参考方向关系不意图。
[0012]图3是一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置中矢量探杆与三维架的连接关系不意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置，该装置由矢量探杆1、“一”字形霍尔片定位孔2、“十”字形霍尔片定位孔3、χ轴向测量区4、y轴向测量区5、ζ轴向测量区6，X轴向移动标尺7、y轴向移动标尺8、z轴向移动标尺9和底座10构成，所述X轴向移动标尺7、y轴向移动标尺8和z轴向移动标尺9均安装在底座10上，并组合成三维架，实现对传感器的空间定位，其中，X轴向移动标尺7下面有齿条齿轮传动装置，驱动X轴向移动标尺7在底座10上横向移动；y轴向移动标标尺8后面有齿轮齿条传动装置，驱动I轴向移动标尺8在底座10上上下移动；z轴向移动标尺9侧面有齿条齿轮传动装置，驱动z轴向移动标尺9在底座10上前后移动，矢量探杆I固定在z轴向移动标尺9的前端矢量探杆I为轻质有强度的塑料杆；“一”字形霍尔片定位孔2和“十”字形霍尔片定位孔3设在矢量探杆I上。
[0014]本实用新型的使用方法如下:
[0015]将设计好的电动机转子通电后放入图2的空间内，三个坐标轴对应三维架的三个平移标尺，探杆平行于Y轴固定在三维架顶端。将霍尔片连接到霍尔效应测量仪上接通电源。调节三维架使探杆的头对应转子的关键点上，读取坐标，然后根据坐标值在坐标纸上可以描绘出转子。调节三维架到需要测量的位置，读取测量点的坐标值，就可以在坐标上找到该点的位置，然后将霍尔片从图1中的4位置放入“一”字形霍尔片定位孔2中，就可以测量该点的Bx分量，同理，把霍尔片从侧面5、6位置按照箭头方向放入“十”字形霍尔片定位孔3，霍尔片的法线方向正好与Y、Z轴方向平行，因此可以测量该点By、Bz两个分量。然后就可以根据公式计算该点的磁感应强度大小与方向。
[0016]如果需要测量转子周围空间的磁场分布，可以在图2中选取一些平行线，使探杆沿着平行线移动，逐一测量线上每一个点的磁感应强度。
【主权项】
1.一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置，其特征是该装置包括:矢量探杆、“一”字形霍尔片定位孔、“十”字形霍尔片定位孔、X轴向测量区、y轴向测量区、Z轴向测量区，X轴向移动标尺、y轴向移动标尺、Z轴向移动标尺和底座，所述X轴向移动标尺、y轴向移动标尺和z轴向移动标尺均安装在底座上，并组合成三维架，其中，X轴向移动标尺下面有齿条齿轮传动装置，驱动X轴向移动标尺在底座上横向移动；y轴向移动标尺后面有齿轮齿条传动装置，驱动I轴向移动标尺在底座上上下移动；z轴向移动标尺侧面有齿条齿轮传动装置，驱动Z轴向移动标尺在底座上前后移动；矢量探杆固定在Z轴向移动标尺的前端；“一”字形霍尔片定位孔和“十”字形霍尔片定位孔设在矢量探杆上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于霍尔效应的磁感应强度矢量测量装置，该装置既能测试磁场大小又能测试磁场方向的仪器。该装置包括：矢量探杆、“一”字形霍尔片定位孔、“十”字形霍尔片定位孔、x轴向测量区、y轴向测量区、z轴向测量区，x轴向移动标尺、y轴向移动标尺、z轴向移动标尺和底座。本实用新型对现有探杆结构以及探杆与霍尔片的连接进行了改进，在一个点可以测量磁场的三个分量。使用本装置，只需要霍尔片在X、Y、Z三个方位测量出三个分量，然后就可以合成得到磁感应强度分量的大小，以及磁感应强度的方向。本实用新型对磁感应强度矢量的测量结果将在工业设计中得到广泛的应用。
【IPC分类】G01R33-07
【公开号】CN204575833
【申请号】CN201520281907
【发明人】刘正军, 冯亮花, 尹腾, 曹斌涛
【申请人】辽宁科技大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月4日