专利名称：振动线圈弱磁场梯度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于磁变量的测量装置或仪器技术领域，具体涉及到振动线圈弱磁场梯度测量仪。
背景技术：
目前弱磁场测量仪的传感器有霍尔效应式结构、铁磁探针式结构、抽拉线圈感应式结构。铁磁探针式结构在直流弱磁场测量中具有测量灵敏度高，抗干扰性强优点。主要应用于空间弱磁场和地磁场的测量，使用于均匀变化的强磁场中测量非均匀磁场具有局限性，由于该测量仪接收被测量磁场的传感器是由高导磁率软磁性材料制成，其工作原理是在软磁材料上加以基频磁化电流，因基频的二次谐波幅度与被测量的直流磁场成正比，检测二次谐波幅度定量出被测量磁场大小。应用于开磁路软磁材料矫顽力的测量中，检测零磁通的变化受到局限性，因软磁材料在测量过程中将被测量件磁化到饱和，然后退磁再加反向磁场是被测量件剩余磁感应强度为零。铁磁探针式结构的传感器的高导磁率磁性材料饱和磁感较低，在均匀变化磁场强足以使高导磁率磁性材料饱和，在均匀变化强磁场中材料的磁性能随着强磁场变化而改变，使该传感器工作状态发生改变，无法进入正常的工作状态，只有非磁性材料组成的传感器才能满足要求。
发明内容
本实用新型所要解决的主要技术问题以及解决其技术问题所采用的技术方案是它包括设置在安装板上用于产生低频振动的振动气流发生器，它还包括设置在安装板上的传感器信号检测器。
本实用新型的振动气流发生器包括低频信号振荡器、波形整理调节器、低频功率放大器、低频功率扬声器，低频信号振荡器的输出端接波形整理调节器的输入端，波形整理调节器的输出端接低频功率放大器的输入端，低频功率放大器的输出端接低频功率扬声器的输入端。本实用新型的传感器信号检测器包括振动线圈传感器、差分放大器、电子积分器、带通滤波器、比例放大器、信号检波器、数字显示器，振动线圈传感器的输出端接差分放大器的输入端，差分放大器的输出端接电子积分器的输入端，电子积分器的输出端接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端接比例放大器的输入端，比例放大器的输出端接信号检波器的输入端，信号检波器的输出端接数字显示器的输入端。
本实用新型的低频信号振荡器为集成电路U1的同相输入端接R1和C1～C4的一端、反相输入端接电位器R4的一端和可调端并通过R5接地，R1、C1、C2的另一端接地，电位器R4的另一端接二极管D1的正极、二极管D2的负极以及R3的一端，C3和C4的另一端接电位器R2的一端，集成电路U1的输出端接二极管D1的负极、二极管D2的正极、R3的另一端、电位器R2的另一端和可调端、以及波形整理调节器。
本实用新型的振动线圈传感器为在壳体内连接杆上设置有活塞板，连接杆的一端设置有前振动线圈、另一端设置有后振动线圈，在连接杆上前振动线圈与活塞板之间设置有前振动簧片、后振动线圈与活塞板之间设置有后振动簧片。
本实用新型采用振动气流发生器产生低频振动，传感器信号检测器将磁场转换成电信号然后进行放大、积分、检波、显示。它与现有的弱磁场测量仪相比，具有测量灵敏度高、抗干扰性强、使用方法稳定可靠等优点，在开磁路软磁材料矫顽力测量中检测零磁通具有独特的性能，在均匀变化强磁场中测量另非均匀直流弱磁场强度是其它弱磁场测量仪无法比拟的，可用于非均匀直流弱磁场测量及非均匀零磁通量的检测和软磁材料表面剩余磁感应强度的测量。
图1是本实用新型的使用状态图。
图2是本实用新型的振动气流发生器1的电气原理方框图。
图3是本实用新型的传感器信号检测器2的电气原理方框图。
图4是本实用新型的振动气流发生器1一个实施例的电子线路原理图。
图5是本实用新型的传感器信号检测器2一个实施例的电子线路原理图。
图6是图5中振动线圈传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
在图1中，本实用新型由振动气流发生器1和传感器信号检测器2两部分构成，振动气流发生器1和传感器信号检测器2安装在同一安装板3上。
图2给出了实用新型的振动气流发生器1的电气原理方框图，参见图2。
图3给出了实用新型的传感器信号检测器2的电气原理方框图，参见图2。
在图4中，本实施例的振动气流发生器1由低频信号振荡器、波形整理调节器、低频功率放大器、低频功率扬声器连接构成。
本实施例的低频信号振荡器由集成电路U1、二极管D1、二极管D2、R1、R3、R5、C1～C4、电位器R2、电位器R4连接构成，集成电路U1的型号为LM741。集成电路U1的同相输入端接R1和C1～C4的一端、反相输入端接电位器R4的一端和可调端并通过R5接地，R1、C1、C2的另一端接地，电位器R4的另一端接二极管D1的正极、二极管D2的负极以及R3的一端，C3和C4的另一端接电位器R2的一端，集成电路U1的输出端接二极管D1的负极、二极管D2的正极、R3的另一端、电位器R2的另一端和可调端、以及波形整理调节器。
本实施例的波形整理调节器由集成电路U2、R7～R9、C5～C8、电位器R6连接构成，集成电路U2的型号为LM741。电位器R6的一端接集成电路U1的输出端、另一端接地、可调端接R7的一端，集成电路U2的同相输入端通过R8接地、反相输入端接R7的另一端并通过R9接输出端、输出端接低频功率放大器的输入端，C5和C6是负15v电源的滤波器，C7和C8是正15v电源的滤波器。
本实施例的低频功率放大器的型号为SHAGUA1100。低频功率放大器的输入端接集成电路U2的输出端、输出端接低频功率扬声器。
调整电位器R2改变振荡频率，电位器R4、调节波形二极管D1、二极管D2、负反馈嵌位保证振荡频率幅度稳定。由集成电路U1输出端输出的低频信号，经电位器R6输入R7、R8、R9、集成电路U2组成的电压跟随器，提高信号输出功率，低频驱动功率放大器，使低频功率扬声器产生低频振动，通过非金属软管连接输出给振动线圈传感器。
在图5中，本实施例的传感器信号检测器2由振动线圈传感器、差分放大器、电子积分器、带通滤波器、比例放大器、信号检波器、数字显示器连接构成。
振动线圈传感器的两输出端接差分放大器。振动线圈传感器将接收到差值信号输出到差分放大器。
本实施例的差分放大器由集成电路U3、R10～R13、C9连接构成，集成电路U3的型号为LM741。R10的一端接振动线圈传感器的一输出端，R11的一端接振动线圈传感器的另一输出端，C9的另一端接电子积分器。由振动线圈传感器接收到差值信号，通过R10、R11输出到集成电路U3的同相输入端和反相输入端进行差值放大后经C9偶合到电子积分器。
本实施例的电子积分器由集成电路U4、R14～R16、C10连接构成，集成电路U4的型号为LM741。集成电路U4同相输入端通过R15接地，集成电路U4的反相输入端通过R14接C9的另一端、接C10的一端、并通过R16接C10的另一端和输出端，集成电路U4的输出端接带通滤波器。由差分放大器的C9偶合到电子积分器放大后的差值，电子积分器进行积分运算，由集成电路U4的输出端输出到带通滤波器。
本实施例的带通滤波器由集成电路U5、集成电路U6、R17、R19～R24、C11～C13、电位器R18连接构成，集成电路U5和集成电路U6的型号为LM741。R17的一端接集成电路U4的输出端，R17的另一端接电位器R18的一端和可调端、R20和R21的一端、C11和C12的一端，集成电路U5的同相输入端通过R19接地、反相输入端接R20和C11的另一端、输出端接C12的一端并通过R22接R24的一端和集成电路U6的反相输入端。集成电路U6的同相输入端通过R23接地、输出端接R21和R24的另一端以及C13的一端，C13的另一端接比例放大器。带通滤波器将振动线圈传感器接收到的梯度磁场进行选频放大由集成电路U6的输出端经C13偶合到比例放大器。
本实施例的比例放大器由集成电路U7、R25、R27、C14、电位器R26连接构成，集成电路U7的型号为LM741。集成电路U7的反相输入端通过R25接C13的另一端，C14的另一端接信号检波器。比例放大器将输入的信号进行信号处理后由C14偶合到信号检波器。
本实施例的信号检波器由集成电路U8、集成电路U9、二极管D3～二极管D6、R28～R32、R34、R35、C15、电位器R33连接构成，集成电路U8和集成电路U9的型号为LM741。集成电路U8的反相输入端通过R28接比例放大器的C14的另一端并接由二极管D3～二极管D6连接的桥式整流电路的一交流输入端、同相输入端通过R29接地、输出端接桥式整流电路的另一交流输入端，R30与C15连接成桥式整流电路的滤波器，集成电路U9的同相输入端通过R31接桥式整流电路的正相输出端、反相输入端通过R32接桥式整流电路的负相输出端并通过R34接输出端、1脚接电位器R33的一端、5脚接电位器R33的另一端、输出端接R34的另一端和数字显示器，电位器R33的可调端接12v电源负极。信号检波器将交流信号整流为直流电平由R30俩端输出给由R31、R32、R33、R34、集成电路U9组成的差分放大器，由集成电路U9的输出端输出到数字显示器。
本实施例的数字显示器由三位半数字式表构成，三位半数字式表的型号为MDV。三位半数字式表的输入端接信号检波器的集成电路U9的输出端。三位半数字式表用于显示被测量弱磁场梯度。
在图6中，本实施例的振动线圈传感器由前振动线圈2-1、前振动簧片2-2、活塞板2-3、后振动簧片2-4、后振动线圈2-5、连接杆2-6、壳体2-7联接构成。在壳体2-7内连接杆2-6上安装有活塞板2-3，连接杆2-6的左端安装有前振动线圈2-1、右端安装有后振动线圈2-5，在连接杆2-6上前振动线圈2-1与活塞板2-3之间安装有前振动簧片2-2、后振动线圈2-5与活塞板2-3之间安装有后振动簧片2-4。在外推动气流的作用下其气流的频率与活塞板2-3、前振动簧片2-2和后振动簧片2-4自振频率同步时产生共振，振动线圈传感器作直线运动。当前振动线圈2-1、后振动线圈2-5靠近被测量梯度磁场时，前振动线圈2-1、后振动线圈2-5就将磁场转换成电信号输出。
权利要求1.一种振动线圈弱磁场梯度测量仪，其特征在于它包括设置在安装板[3]上用于产生低频振动的振动气流发生器[1]，它还包括设置在安装板[3]上的传感器信号检测器[2]。
2.按照权利要求1所述的振动线圈弱磁场梯度测量仪，其特征在于所说的振动气流发生器[1]包括低频信号振荡器、波形整理调节器、低频功率放大器、低频功率扬声器，低频信号振荡器的输出端接波形整理调节器的输入端，波形整理调节器的输出端接低频功率放大器的输入端，低频功率放大器的输出端接低频功率扬声器的输入端；所说的传感器信号检测器[2]包括振动线圈传感器、差分放大器、电子积分器、带通滤波器、比例放大器、信号检波器、数字显示器，振动线圈传感器的输出端接差分放大器的输入端，差分放大器的输出端接电子积分器的输入端，电子积分器的输出端接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端接比例放大器的输入端，比例放大器的输出端接信号检波器的输入端，信号检波器的输出端接数字显示器的输入端。
3.按照权利要求2所述的振动线圈弱磁场梯度测量仪，其特征在于所说的低频信号振荡器为集成电路U1的同相输入端接R1和C1～C4的一端、反相输入端接电位器R4的一端和可调端并通过R5接地，R1、C1、C2的另一端接地，电位器R4的另一端接二极管D1的正极、二极管D2负极以及R3的一端，C3和C4的另一端接电位器R2的一端，集成电路U1的输出端接二极管D1的负极、二极管D2的正极、R3的另一端、电位器R2的另一端和可调端、以及波形整理调节器。
4.按照权利要求2所述的振动线圈弱磁场梯度测量仪，其特征在于所说的振动线圈传感器为在壳体[2-7]内连接杆[2-6]上设置有活塞板[2-3]，连接杆[2-6]的一端设置有前振动线圈[2-1]、另一端设置有后振动线圈[2-5]，在连接杆[2-6]上前振动线圈[2-1]与活塞板[2-3]之间设置有前振动簧片[2-2]、后振动线圈[2-5]与活塞板[2-3]之间设置有后振动簧片[2-4]。
专利摘要一种振动线圈弱磁场梯度测量仪，它包括设置在安装板上用于产生低频振动的振动气流发生器，它还包括设置在安装板上的传感器信号检测器。本实用新型采用振动气流发生器产生低频振动，传感器信号检测器将磁场转换成电信号然后进行放大、积分、检波、显示。它与现有的弱磁场测量仪相比，具有测量灵敏度高、抗干扰性强、使用方法稳定可靠等优点，在开磁路软磁材料矫顽力测量中检测零磁通具有独特的性能，在均匀变化强磁场中测量另非均匀直流弱磁场强度是其它弱磁场测量仪无法比拟的，可用于非均匀直流弱磁场测量及非均匀零磁通量的检测和软磁材料表面剩余磁感应强度的测量。
文档编号G01R33/022GK2630862SQ0321849
公开日2004年8月4日 申请日期2003年2月10日 优先权日2003年2月10日
发明者慕忠义 申请人:慕忠义