本发明涉及一种教具，尤其涉及一种基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置及测量方法。
背景技术：
磁场、磁感强度是中学物理的基本知识点，也是生产生活中常见的物理量，深刻理解上述知识点对学生进一步学习电磁感应等章节有着非常重要的意义。现行物理教学过程中，教师多采用铁粉、小磁针来定性分析；采用dis磁传感器来定量研究。
现有技术中，教学所用的dis磁传感器主要原件为霍尔元件，数量为1个，垂直插在电路板上。其测量原理是根据霍尔效应，通过测量电流两侧电压差推算出磁场大小。
由于霍尔元件只能测量垂直于半导体方向的磁场，因此测量时磁传感器的姿态不同磁场的垂直分量大小也不同，对学生测量磁场及理解该知识点产生了很大的障碍。
现有技术中缺少一种能够从非垂直角度测量磁场的装置及方法。
技术实现要素：
本发明公开了一种基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置及测量方法，用以解决现有技术中缺少一种能够从非垂直角度测量磁场的装置及方法的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，包括：一霍尔阵列芯片4通过一绝缘杆3安装在一壳体1上，所述壳体1内安装有一单片机5，所述壳体1上还安装有一显示屏；所述单片机5通过导线与所述霍尔阵列芯片4、所述显示屏通信。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，所述单片机5为makeblock单片机5。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，所述霍尔阵列芯片4为：三轴低功耗磁力计。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，所述霍尔阵列芯片4通过尼龙扎带固定在所述绝缘杆3的一端，所述绝缘杆3的另一端安装在所述壳体1上。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，所述壳体1内还安装有一电源。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，所述单片机5连接一通信模块。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，所述通信模块为蓝牙模块。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，所述三轴低功耗磁力计为mlx90393。
一种基于霍尔阵列的全向磁感强度测量方法，其中，单片机5通过三轴低功耗磁力计实时获取磁感强度，单片机5控制显示器2显示三个轴向的磁感强度。
如上所述的基于霍尔阵列的全向磁感强度测量方法，其中，单片机5获取三轴低功耗磁力计的磁场强度，单片机5获取调零指令后将此时的磁场强度存储为参考强度，单片机5控制显示器2显示数值归零，单片机5实时获取三轴磁力计的磁场强度，单片机5将磁场强度减去参考强度后通过显示器2进行显示。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中缺少一种能够从非垂直角度测量磁场的装置及方法的问题，通过采用将霍尔阵列芯片4通过绝缘杆3安装在壳体1上的结构，并且将连接有显示屏的单片机5连接在霍尔阵列芯片4上，使得显示屏可以显示霍尔阵列芯片4获取的三个轴向的磁感强度分量，及磁场强度大小。
附图说明
图1是本发明基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
图1是本发明基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置的结构示意图，请参见图1，一种基于霍尔阵列的全向磁感强度测量装置，其中，包括：一霍尔阵列芯片4通过一绝缘杆3安装在一壳体1上，壳体1内安装有一单片机5，壳体1上还安装有一显示屏；单片机5通过导线与霍尔阵列芯片4、显示屏通信。
本发明采用上述的结构，突破了传统传感器只能测量垂直方向的磁感强度分量这一局限性，能测量任何方向的磁感强度值及夹角。且无需配备电脑，可完成整个数据采集、处理、输出流程。基于单片机5模块化设计、具有很好的拓展空间，可以成为磁场的综合研究平台。
进一步的，单片机5为makeblock单片机5。
具体的，导线的一头为符合makeblock标准的6芯网线，导线的另一头采用杜邦接口专用连接线。将霍尔阵列芯片4、单片机5、显示屏连接起来。
进一步的，壳体1内还安装有一电源，电源可以采用干电池，通过干电池为单片机5、霍尔阵列芯片4、显示屏供电。
进一步的，霍尔阵列芯片4为：三轴低功耗磁力计。
进一步的，三轴低功耗磁力计为mlx90393。
在本发明的具体实施过程中，在mlx90393引出四个接线柱：3.3v、gnd、sda、scl，其中，3.3v和gnd为电源正负极，sda为数据线，scl为时钟信号。
进一步的，霍尔阵列芯片4通过尼龙扎带固定在绝缘杆3的一端，绝缘杆3的另一端安装在壳体1上。
进一步的，绝缘杆3可以通过支架安装在壳体1上，支架可以通过3d打印非金属材料制作而成。
进一步的，单片机5连接一通信模块，可以实现单片机5进行历史数据的传输。
进一步的，通信模块为蓝牙模块，通信模块还可以采用wifi模块。
本发明还公开了一种基于霍尔阵列的全向磁感强度测量方法，其中，单片机5通过三轴低功耗磁力计实时获取磁感强度，单片机5控制显示器2显示三个轴向的磁感强度。
进一步的，三轴低功耗磁力计还可以获取所在被测点的磁感强度大小及水平角、俯仰角的数值。设三轴的磁感强度分别为：bx、by、bz，被测点磁感强度为不b则：
方向余弦：
水平角：
进一步的，单片机5获取三轴低功耗磁力计的磁场强度，单片机5获取调零指令后将此时的磁场强度存储为参考强度，单片机5控制显示器2显示数值归零，单片机5实时获取三轴磁力计的磁场强度，单片机5将磁场强度减去参考强度后通过显示器2进行显示。
进一步的，单片机5还可以将历史数据通过通信模块传输至云服务器或者手持终端。