一種螺線管韋安特性自動測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電磁領域，具體是一種螺線管韋安特性自動測量裝置。
【背景技術】
[0002]電感包括線性電感和非線性電感，一般情況下，電感元件用一條Ψ-1曲線描述其電感特性，這條曲線稱為電感元件的韋安特性(即磁鏈與電流的關系曲線)；如果一個二端電路元件在任意時刻t，電流i (t)與其磁鏈Ψ (t)之間的關系為Ψ-1平面上的一條近似直線，則此二端電路元件即稱為線性電感元件，并且其為電感元件韋安特性的一種特殊情形。螺線管作一種電感元件，為獲得其韋安特性需要測量通過該螺線管的電流和磁鏈，因此電流和磁鏈的測量成為關鍵，即此螺線管韋安特性自動測量裝置必須能精準地測出流過該元件的電流大小，以及檢測出隨電流變化而變化的磁鏈的大小。現有的測量方法大多采用電流天平法、力的平衡法、動力學法、功能關系法，這些方法一般通過人工參與，首先測磁感應強度，再求出磁鏈的大小，而且這些方法測量誤差大，計算過程復雜，耗時長，因此對螺線管韋安特性自動測量裝置有著迫切需求。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種螺線管韋安特性自動測量裝置，通過該測量裝置可以測得螺線管電流和磁鏈的關系，了解電磁轉換機理，了解霍爾效應；并且此裝置為自動測量裝置，通過單片機處理模塊，能夠簡單、快速、準確地測出所需的數據，并且通過RS-232總線傳輸至PC機，擬合出螺線管韋安特性曲線。
[0004]本實用新型解決所述問題所采用的技術方案是:提供一種螺線管韋安特性自動測量裝置，其特征在于所述裝置包括單片機、霍爾電壓測量模塊、電壓信號A/D轉換器、電流信號A/D轉換器和電流檢測模塊；所述霍爾電壓測量模塊與電壓信號A/D轉換器電連接；所述電流檢測模塊與電流信號A/D轉換器電連接；所述電壓信號A/D轉換器和電流信號A/D轉換器分別與單片機連接；
[0005]所述電流檢測模塊包括滑線變阻器、螺線管直流穩壓電源、電流采樣電阻、電流測量開關、第一采樣保持芯片和螺線管；所述滑線變阻器的滑動端與電流采樣電阻電連接；所述第一采樣保持芯片與電流采樣電阻電連接，第一采樣保持芯片與電流信號A/D轉換器電連接；所述螺線管直流穩壓電源的一端與電流測量開關電連接，另一端與螺線管電連接；
[0006]所述霍爾電壓測量模塊包括探桿、霍爾片、霍爾片直流穩壓電源、霍爾片工作開關、第二采樣保持芯片、限流電阻和電壓采樣電阻；所述探桿是固定裝置，用于固定螺線管和霍爾片；所述霍爾片固定在螺線管上，所述霍爾片具有四個電極引線，其中兩個電極引線與霍爾片直流穩壓電源、霍爾片工作開關和限流電阻構成閉合回路，另外兩個電極引線與電壓采樣電阻構成閉合回路；所述第二采樣保持芯片與電壓采樣電阻電連接，第二采樣保持芯片與電壓信號A/D轉換器電連接。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0008]中學實驗很少涉及螺線管韋安特性的測量，學生對其韋安特性的了解很少，通過此自動測量裝置可以測得螺線管電流和磁鏈的關系，了解電磁轉換機理，了解霍爾效應，加深對單片機數據處理模塊的認識。
[0009]螺線管韋安特性自動測量裝置中霍爾電壓測量模塊，充分說明了電磁轉換機理，向螺線管中通入電流，控制輸入電流的大小不同，同時向霍爾片中通入恒定電流，此時將在霍爾片的兩端產生感應電勢差，繼而可以計算出磁感應強度，進而求出磁鏈的大小。該裝置克服現有測量裝置因人工因素導致測量精度低、費時費力的缺點，同時具有簡單、快速、準確的優點。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型螺線管韋安特性自動測量裝置一種實施例的整體結構示意圖；圖中:1、單片機；2、霍爾電壓測量模塊；3、電壓信號A/D轉換器；4、電流信號A/D轉換器；5、電流檢測模塊；
[0011]圖2是本實用新型螺線管韋安特性自動測量裝置一種實施例的整體結構電路圖；圖中:201、探桿；202、霍爾片；203、霍爾片直流穩壓電源；204、霍爾片工作開關；205、第二采樣保持芯片；206、限流電阻；207、電壓采樣電阻；501、滑線變阻器；502、螺線管直流穩壓電源；503、電流采樣電阻；504、電流測量開關；505、第一采樣保持芯片；506、螺線管。
【具體實施方式】
[0012]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0013]本實用新型提供的螺線管韋安特性自動測量裝置，包括單片機1、霍爾電壓測量模塊2、電壓信號A/D轉換器3、電流信號A/D轉換器4和電流檢測模塊5 ;所述霍爾電壓測量模塊2與電壓信號A/D轉換器3電連接；所述電流檢測模塊5與電流信號A/D轉換器4電連接；所述電壓信號A/D轉換器3和電流信號A/D轉換器4分別與單片機I連接；所述單片機I通過RS-232總線與外接PC機電連接；
[0014]所述電流檢測模塊5包括滑線變阻器501、螺線管直流穩壓電源502、電流采樣電阻503、電流測量開關504、第一采樣保持芯片505和螺線管506 ;所述滑線變阻器501的滑動端與電流采樣電阻503電連接；所述第一采樣保持芯片505的引腳3與電流采樣電阻503電連接，第一采樣保持芯片505的引腳5與電流信號A/D轉換器4電連接；所述螺線管直流穩壓電源502的一端與電流測量開關504電連接，另一端與螺線管506電連接，通過調節滑線變阻器501的阻值即可改變流過螺線管506的電流i ;所述螺線管直流穩壓電源502為螺線管506提供電流，產生相應的磁場；
[0015]所述霍爾電壓測量模塊2包括探桿201、霍爾片202、霍爾片直流穩壓電源203、霍爾片工作開關204、第二采樣保持芯片205、限流電阻206和電壓采樣電阻207 ;所述探桿201是固定裝置，用于固定螺線管506和霍爾片202 ;所述霍爾片202固定在螺線管506上，所述霍爾片202具有四個電極引線，從螺線管左端引出，其中A、A’兩個電極引線與霍爾片直流穩壓電源203、霍爾片工作開關204和限流電阻206構成閉合回路，使得霍爾片能夠正常工作，為霍爾片提供適當電流Is，另外兩個D、D’電極引線與電壓采樣電阻207構成閉合回路，以測霍爾片因電流變化所引起的霍爾電壓的大小Vh;所述第二采樣保持芯片205的引腳3與電壓采樣電阻207電連接，第二采樣保持芯片205的引腳5與電壓信號A/D轉換器3電連接；
[0016]所述單片機I的型號為AT8951 ；
[0017]所述電壓信號A/D轉換器3和電流信號A/D轉換器4的型號為AD0809 ;
[0018]所述第二采樣保持芯片205和第一采樣保持芯片505的型號為LF398 ；
[0019]所述螺線管韋安特性自動測量裝置的工作原理和過程是:
[0020]開始測量，電流測量開關504閉合后，螺線管直流穩壓電源502為螺線管506提供電流，通過改變滑線變阻器501的阻值控制流入螺線管506電流i的大小，通過電流采樣電阻503，第一米樣保持芯片505將信號放大后，經過電流信號A\D轉換器4傳輸至單片機I內；同時霍爾片工作開關204閉合，直流穩壓電源203為固定在螺線管506上的霍爾片202通入恒定電流，使其正常工作，同時由于霍爾效應的作用，產生霍爾電SVh，通過電壓采樣電阻207，第二采樣保持芯片205將信號放大后，經過電壓信號A/D轉換器3將模擬信號轉換成數字信號，傳輸至單片機I。通過霍爾電壓Vh，求出其磁感應強度B，進而求出一匝線圈的磁通量Φ，并且求出η匝螺線管的磁鏈Ψ，進而得到韋安特性中的兩個物理量磁鏈Ψ和電流i ;所述單片機I通過RS-232總線與外接PC機電連接，進而通過單片機I將數據傳輸至PC機進行韋安特性曲線擬合，可得到所需螺線管韋安特性曲線。
[0021]本實用新型未述及之處適用現有技術。
【主權項】
1.一種螺線管韋安特性自動測量裝置，其特征在于所述裝置包括單片機、霍爾電壓測量模塊、電壓信號A/D轉換器、電流信號A/D轉換器和電流檢測模塊；所述霍爾電壓測量模塊與電壓信號A/D轉換器電連接；所述電流檢測模塊與電流信號A/D轉換器電連接；所述電壓信號A/D轉換器和電流信號A/D轉換器分別與單片機連接； 所述電流檢測模塊包括滑線變阻器、螺線管直流穩壓電源、電流采樣電阻、電流測量開關、第一采樣保持芯片和螺線管；所述滑線變阻器的滑動端與電流采樣電阻電連接；所述第一采樣保持芯片與電流采樣電阻電連接，第一采樣保持芯片與電流信號A/D轉換器電連接；所述螺線管直流穩壓電源的一端與電流測量開關電連接，另一端與螺線管電連接； 所述霍爾電壓測量模塊包括探桿、霍爾片、霍爾片直流穩壓電源、霍爾片工作開關、第二采樣保持芯片、限流電阻和電壓采樣電阻；所述探桿是固定裝置，用于固定螺線管和霍爾片；所述霍爾片固定在螺線管上，所述霍爾片具有四個電極引線，其中兩個電極引線與霍爾片直流穩壓電源、霍爾片工作開關和限流電阻構成閉合回路，另外兩個電極引線與電壓采樣電阻構成閉合回路；所述第二采樣保持芯片與電壓采樣電阻電連接，第二采樣保持芯片與電壓信號A/D轉換器電連接。2.根據權利要求1所述的螺線管韋安特性自動測量裝置，其特征在于所述單片機的型號為 AT8951。3.根據權利要求1所述的螺線管韋安特性自動測量裝置，其特征在于所述電壓信號A/D轉換器和電流信號A/D轉換器的型號為AD0809。4.根據權利要求1所述的螺線管韋安特性自動測量裝置，其特征在于所述第一采樣保持芯片和第二采樣保持芯片的型號為LF398。
【專利摘要】本實用新型公開了一種螺線管韋安特性自動測量裝置，所述裝置包括單片機、霍爾電壓測量模塊、電壓信號A/D轉換器、電流信號A/D轉換器和電流檢測模塊；所述霍爾電壓測量模塊與電壓信號A/D轉換器電連接；所述電流檢測模塊與電流信號A/D轉換器電連接；所述電壓信號A/D轉換器和電流信號A/D轉換器分別與單片機連接；所述單片機通過RS-232總線與外接PC機電連接。通過該測量裝置可以測得螺線管電流和磁鏈的關系，了解電磁轉換機理，了解霍爾效應；并且此裝置為自動測量裝置，通過單片機處理模塊，能夠簡單、快速、準確地測出所需的數據，并且通過RS-232總線傳輸至外接PC機，擬合出螺線管韋安特性曲線。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN204649872
【申請號】CN201520384116
【發明人】張韜, 趙全明, 靳佩佩, 權文靜, 李宗禮, 姚明坤, 李玲玲
【申請人】河北工業大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月8日