一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及磁感應強度矢量測量裝置，特別是一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置。
【背景技術】
[0002]磁場是一個重要的物理量，它分布在空間中，通常磁場的分布是不均勻的，由于磁場是矢量，因而每一個點的大小和方向都不相同。無論是科學研宄還是技術開發對磁場的測量都有著重要的物理意義，目前實驗中主要是使用mT計和霍爾磁場測試儀完成磁場的測量，這兩種儀器不能夠滿足對磁場這一矢量的測量需求。如今在實驗室教學中的霍爾效應磁場測試儀儀器及HlT計只能確定和描繪磁場在一個方向的磁場的大小。使用現有的儀器，如果為了測量一點的磁感應強度，需要在空間轉動霍爾片或傳感器，找到最大的讀數，從而得到測量值。但是往往不能同時得到磁場方向的數據，很顯然用該方法使霍爾片或霍爾傳感器完全對準磁感應強度矢量的方向其實是不可能的，因此目前的方法在實際測量中具有一定的局限性。
[0003]對于空間磁場的測試，目前沒有既能測試磁場大小又能測試磁場方向的儀器，這對我們了解空間任意磁場，認識客觀磁場分布情況還不夠。
[0004]專利公開(公告)號:CN2566281，公開了一種三維數字式霍爾磁場測量儀，測量儀中含有以三維霍爾芯片為主的磁場測量電路、電源和液晶顯示模塊。結構復雜，成本高。
[0005]專利公開(公告)號:CN203520718U，公開了一種空間磁場測量儀，可以實現空間定位，但是使用一個霍爾片，通過轉動霍爾片測量磁感應強度的大小，這種辦法測量結果不準確。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型提供了一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置，該裝置既能測試磁場大小又能測試磁場方向的儀器。
[0007]本實用新型提供的一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置包括:矢量探桿、“一”字形霍爾片定位孔、“十”字形霍爾片定位孔、X軸向測量區、y軸向測量區、Z軸向測量區，X軸向移動標尺、y軸向移動標尺、z軸向移動標尺和底座，所述X軸向移動標尺、y軸向移動標尺和z軸向移動標尺均安裝在底座上，并組合成三維架，實現對傳感器的空間定位，其中，X軸向移動標尺下面有齒條齒輪傳動裝置，驅動X軸向移動標尺在底座上橫向移動；y軸向移動標尺后面有齒輪齒條傳動裝置，驅動y軸向移動標尺在底座上上下移動；Z軸向移動標尺側面有齒條齒輪傳動裝置，驅動Z軸向移動標尺在底座上前后移動；矢量探桿固定在Z軸向移動標尺的前端，矢量探桿為輕質有強度的塑料桿；“一”字形霍爾片定位孔和“十”字形霍爾片定位孔設在矢量探桿上。
[0008]本實用新型的有益效果體現在:
[0009]對現有探桿結構以及探桿與霍爾片的連接進行了改進，在一個點可以測量磁場的三個分量。使用本裝置，只需要霍爾片在χ、γ、ζ三個方位測量出三個分量，然后就可以合成得到磁感應強度分量的大小，以及磁感應強度的方向。由于沒有了人為的判斷，結果測量的精度完全取決于儀器的測量精度。現有儀器靠轉動霍爾片，只能夠測量磁感應強度的近似值，況且不能夠準確確定方向；由于霍爾片固定在探桿上不能動，實驗后往往誤以為磁感應強度是標量。改進后，通過分量的測量合成磁感應強度矢量的大小，計算磁感應強度矢量的方向，因此也極大地豐富了實驗的內容。本實用新型對磁感應強度矢量的測量結果將在工業設計中得到廣泛的應用。
【附圖說明】
[0010]圖1是一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置結構示意圖。
[0011]圖2是一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置中矢量探桿與空間參考方向關系不意圖。
[0012]圖3是一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置中矢量探桿與三維架的連接關系不意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置，該裝置由矢量探桿1、“一”字形霍爾片定位孔2、“十”字形霍爾片定位孔3、χ軸向測量區4、y軸向測量區5、ζ軸向測量區6，X軸向移動標尺7、y軸向移動標尺8、z軸向移動標尺9和底座10構成，所述X軸向移動標尺7、y軸向移動標尺8和z軸向移動標尺9均安裝在底座10上，并組合成三維架，實現對傳感器的空間定位，其中，X軸向移動標尺7下面有齒條齒輪傳動裝置，驅動X軸向移動標尺7在底座10上橫向移動；y軸向移動標標尺8后面有齒輪齒條傳動裝置，驅動I軸向移動標尺8在底座10上上下移動；z軸向移動標尺9側面有齒條齒輪傳動裝置，驅動z軸向移動標尺9在底座10上前后移動，矢量探桿I固定在z軸向移動標尺9的前端矢量探桿I為輕質有強度的塑料桿；“一”字形霍爾片定位孔2和“十”字形霍爾片定位孔3設在矢量探桿I上。
[0014]本實用新型的使用方法如下:
[0015]將設計好的電動機轉子通電后放入圖2的空間內，三個坐標軸對應三維架的三個平移標尺，探桿平行于Y軸固定在三維架頂端。將霍爾片連接到霍爾效應測量儀上接通電源。調節三維架使探桿的頭對應轉子的關鍵點上，讀取坐標，然后根據坐標值在坐標紙上可以描繪出轉子。調節三維架到需要測量的位置，讀取測量點的坐標值，就可以在坐標上找到該點的位置，然后將霍爾片從圖1中的4位置放入“一”字形霍爾片定位孔2中，就可以測量該點的Bx分量，同理，把霍爾片從側面5、6位置按照箭頭方向放入“十”字形霍爾片定位孔3，霍爾片的法線方向正好與Y、Z軸方向平行，因此可以測量該點By、Bz兩個分量。然后就可以根據公式計算該點的磁感應強度大小與方向。
[0016]如果需要測量轉子周圍空間的磁場分布，可以在圖2中選取一些平行線，使探桿沿著平行線移動，逐一測量線上每一個點的磁感應強度。
【主權項】
1.一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置，其特征是該裝置包括:矢量探桿、“一”字形霍爾片定位孔、“十”字形霍爾片定位孔、X軸向測量區、y軸向測量區、Z軸向測量區，X軸向移動標尺、y軸向移動標尺、Z軸向移動標尺和底座，所述X軸向移動標尺、y軸向移動標尺和z軸向移動標尺均安裝在底座上，并組合成三維架，其中，X軸向移動標尺下面有齒條齒輪傳動裝置，驅動X軸向移動標尺在底座上橫向移動；y軸向移動標尺后面有齒輪齒條傳動裝置，驅動I軸向移動標尺在底座上上下移動；z軸向移動標尺側面有齒條齒輪傳動裝置，驅動Z軸向移動標尺在底座上前后移動；矢量探桿固定在Z軸向移動標尺的前端；“一”字形霍爾片定位孔和“十”字形霍爾片定位孔設在矢量探桿上。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于霍爾效應的磁感應強度矢量測量裝置，該裝置既能測試磁場大小又能測試磁場方向的儀器。該裝置包括：矢量探桿、“一”字形霍爾片定位孔、“十”字形霍爾片定位孔、x軸向測量區、y軸向測量區、z軸向測量區，x軸向移動標尺、y軸向移動標尺、z軸向移動標尺和底座。本實用新型對現有探桿結構以及探桿與霍爾片的連接進行了改進，在一個點可以測量磁場的三個分量。使用本裝置，只需要霍爾片在X、Y、Z三個方位測量出三個分量，然后就可以合成得到磁感應強度分量的大小，以及磁感應強度的方向。本實用新型對磁感應強度矢量的測量結果將在工業設計中得到廣泛的應用。
【IPC分類】G01R33-07
【公開號】CN204575833
【申請號】CN201520281907
【發明人】劉正軍, 馮亮花, 尹騰, 曹斌濤
【申請人】遼寧科技大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月4日