三维磁场测量装置

1.本实用新型涉及一种三维磁场测量装置，属于磁场测量领域。


背景技术：

2.市场上常用高斯计和磁通机测量磁场。高斯计缺点：点测试，测不准，不同人测量不一样，不同厂家高斯计测量的值不一样，同一台高斯计探头不同测量的值不一样，测试数据有很大的发散性，产生的原因是高斯计探头的芯片，探头封装的厚薄，芯片的位置，测试高斯值很难是同一点测试，芯片大小不同，还有磁体表磁不均匀，高斯计出厂标准是在均匀磁场中校准的，因此高斯计测量的值很难统一和比对。磁通计优点：检测操作方便快捷，是测量磁场、磁通的理想仪器。测量的是磁体的整体平均值，可以反映磁体的整体性能，磁通量的值可以完全的比对和传递，磁通可以反映磁体的整体性能，如，表磁高(某一点高，不能代表全部)，磁通量不一定大；反之磁通量大磁通性能一定好(磁体体内的所有磁力线的综合)。磁通计缺点：每种不同规格的磁铁样品，必须做不同尺寸的线圈，严格来说对非常薄的样品，检测线圈的制备难度也是较大的，费事而低效。而更加专业的磁场测量仪器则体积大，便携性较差。
3.因此本实用新型采用全新设计思路，采用二维滑台控制霍尔传感器达到精确位置进行测量，利用单片机控制滑台移动位置并进行磁场测量，同时测量所得的数据会通过单片机传输回电脑。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种三维磁场测量装置，避免了人为测量过程中可能出现的偏差，利用单片机控制滑台移动位置并进行磁场测量，同时测量所得的数据会通过单片机传输回电脑，便于后期数据的处理。
5.按照本实用新型提供的技术方案，三维磁场测量装置，包括竖直单线数控滑台、水平单线数控滑台、探测杆、载物台、手动式滑台及基座，所述基座的顶面的中部设置有手动式滑台，手动式滑台上固定有载物台，所述手动式滑台的一侧设置有水平单线数控滑台，在水平单线数控滑台上设置有随其移动的竖直单线数控滑台，所述竖直单线数控滑台上水平设置有上下移动的探测杆；
6.所述探测杆的下端设置有用于测量数据的测量模块，所述水平单线数控滑台和竖直单线数控滑台上均设置有用于移动的运动模块，所述基座的内部设置有存储模块、电源模块及控制器，所述测量模块、运动模块、存储模块和控制器均与电源模块电性连接，所述控制器与测量模块、存储模块及运动模块通信连接。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述测量模块包括三个传感器，所述三个传感器在空间内以两两垂直的方式固定于探测杆的下方。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述传感器采用霍尔传感器。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述存储模块为pcb电路板。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述控制器采用arduino单片机。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述运动模块采用步进电机。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述载物台在手动式滑台上居中固定。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述手动式滑台的中心线与基座的中心线共线。
14.本实用新型的有益效果在于：
15.本装置相较于其他磁场测量仪器体积较小，便于移动，且成本较低，精度较高。
附图说明
16.图1为本实用新型的整体结构示意图。
17.图2为本实用新型探测杆内部的传感器排列图。
18.图3为存储模块、电源模块和控制的示意图。
19.图4为控制原理图。
20.附图标记说明：单线数控滑台1、探测杆2、水平单线数控滑台3、待测物体4、载物台5、手动式滑台6、旋钮7、基座8、运动模块9、测量模块21、存储模块81、电源模块82、控制器83、传感器201。
具体实施方式
21.下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：
22.本实用新型的三维磁场测量装置，其结构主要包括竖直单线数控滑台1、水平单线数控滑台3、探测杆2、载物台5、手动式滑台6及基座8，所述基座8的顶面的中部设置有手动式滑台6，手动式滑台6上固定有载物台5，待测物体4设置在载物台5上，所述手动式滑台6的一侧设置有水平单线数控滑台3，且水平单线数控滑台3与手动式滑台6水平方向的单线数控滑台相垂直且留有5mm间隙摆放，在水平单线数控滑台3上设置有可随其移动的竖直单线数控滑台1，所述竖直单线数控滑台1上水平设置有可上下移动的探测杆2，基座8的端部设置有旋钮7，旋钮7与手动式滑台6的旋钮通过同步带相连，用于控制手动式滑台6的位置移动；
23.三维磁场测量装置的控制系统包括测量模块，控制模块、存储模块、控制模块和电源模块，所述探测杆2的下端设置有用于测量数据的测量模块21，所述水平单线数控滑台3和竖直单线数控滑台1上均设置有用于移动的运动模块9，所述基座8的内部设置有存储模块81、电源模块82及控制器83，所述测量模块21、运动模块9、存储模块81和控制器83均与电源模块82电性连接，所述控制器83与测量模块21、存储模块81及运动模块9通信连接。
24.测量模块21包括三个传感器201，所述三个传感器201在空间内以两两垂直的方式固定于探测杆2的下方。
25.传感器201采用霍尔传感器。
26.存储模块81为pcb电路板。
27.控制器83采用arduino单片机。
28.运动模块9采用步进电机。
29.载物台5在手动式滑台6上居中固定。
30.手动式滑台6的中心线与基座8的中心线共线。
31.基座8采用亚克力板材料，在基座8的侧面还设置有数据线和数据线接口，目的是将存储模块的数据连接和传输到外部设备。
32.本实用新型的工作过程为：
33.测量待测物体磁场时，将物体放置于载物台中心位置，调节手动式滑台使待测物中心对准探测杆初始位置的中心。将数据线连接电脑后，在串口中输入测量需求即测量参数(测量范围、扫描间距)。本装置可满足一维测量，及二维测量的需求。一维测量即对滑台行程内的任意一点(此处设定的参数应避免探测杆移动时与被测物碰撞)的竖直方向或水平方向的一条线以设定间距进行逐点扫描，以此得到测量路径上每点的磁场大小。二维测量则是在水平方向与竖直方向组成的面内进行逐点扫描。


技术特征：
1.三维磁场测量装置，其特征在于，包括竖直单线数控滑台(1)、水平单线数控滑台(3)、探测杆(2)、载物台(5)、手动式滑台(6)及基座(8)，所述基座(8)的顶面的中部设置有手动式滑台(6)，手动式滑台(6)上固定有载物台(5)，所述手动式滑台(6)的一侧设置有水平单线数控滑台(3)，在水平单线数控滑台(3)上设置有随其移动的竖直单线数控滑台(1)，所述竖直单线数控滑台(1)上水平设置有上下移动的探测杆(2)；所述探测杆(2)的下端设置有用于测量数据的测量模块(21)，所述水平单线数控滑台(3)和竖直单线数控滑台(1)上均设置有用于移动的运动模块(9)，所述基座(8)的内部设置有存储模块(81)、电源模块(82)及控制器(83)，所述测量模块(21)、运动模块(9)、存储模块(81)和控制器(83)均与电源模块(82)电性连接，所述控制器(83)与测量模块(21)、存储模块(81)及运动模块(9)通信连接。2.如权利要求1所述的三维磁场测量装置，其特征在于，所述测量模块(21)包括三个传感器(201)，所述三个传感器(201)在空间内以两两垂直的方式固定于探测杆(2)的下方。3.如权利要求2所述的三维磁场测量装置，其特征在于，所述传感器(201)采用霍尔传感器。4.如权利要求1所述的三维磁场测量装置，其特征在于，所述存储模块(81)为pcb电路板。5.如权利要求1所述的三维磁场测量装置，其特征在于，所述控制器(83)采用arduino单片机。6.如权利要求1所述的三维磁场测量装置，其特征在于，所述运动模块(9)采用步进电机。7.如权利要求1所述的三维磁场测量装置，其特征在于，所述载物台(5)在手动式滑台(6)上居中固定。8.如权利要求1所述的三维磁场测量装置，其特征在于，所述手动式滑台(6)的中心线与基座(8)的中心线共线。

技术总结
本实用新型涉及一种三维磁场测量装置，属于磁场测量领域，其包括竖直单线数控滑台、水平单线数控滑台、探测杆、载物台、手动式滑台及基座，所述基座的顶面的中部设置有手动式滑台，手动式滑台上固定有载物台，所述手动式滑台的一侧设置有水平单线数控滑台，在水平单线数控滑台上设置有竖直单线数控滑台，所述竖直单线数控滑台上设置有探测杆；所述探测杆的下端设置有用于测量数据的测量模块，所述水平单线数控滑台和竖直单线数控滑台上均设置有用于移动的运动模块，所述基座的内部设置有存储模块、电源模块及控制器，所述控制器与测量模块、存储模块及运动模块通信连接。本装置相较于其他磁场测量仪器体积较小，便于移动，且成本较低，精度较高。精度较高。精度较高。


技术研发人员：任宏洋 杨宇晴 王斌奇 马志祥
受保护的技术使用者：无锡职业技术学院
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/9/5