CN103116141A - 一种快速估算磁场强度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种快速估算磁场强度的装置和方法，属于电磁测量技术领域。包括直流电源适配器、万用表、CS49E线性霍尔电路、连接导线、延长杆以及相对应的估算方法等。其特征在于，当不需要精确测量磁场强度时，仅利用一个线性霍尔电路输出读数即可完成磁场强度的快速估算，不需要复杂的组成电路或者专门的测量仪器。本发明装置结构简单合理，组装方便，成本低廉，使用时操作简单。

Description

一种快速估算磁场强度的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种快速估算磁场强度的装置和方法，属磁场测量技术领域。

背景技术

对于磁场强度的估算和精确测量，广泛应用在实验室和实际的生产应用中。目前，对于磁场强度的测量，都是依靠高斯计这一设备。在缺乏设备的情况下，很难完成对磁场强度的估算。现有高斯计对于磁场强度的测量多是基于复杂的霍尔传感器电路设计，仪器专用性强，在日常生活中较为少见，如上海亨通磁电磁电科技有限公司生产的HT-201型高斯计即属于此列。当需要对磁场强度进行测量，特别是估算时，迫切的需要一种快速便捷、成本低廉的方法来解决上述问题。

发明内容

为了克服现有磁场测量装置和方法的缺点，本发明提供一种用于快速估算磁场强度的装置和方法。

本发明的技术方案如下：

一种快速估算磁场强度的装置，包括直流电源适配器、万用表、CS49E线性霍尔电路和延长杆，其特征在于：延长杆为套接式的两根直杆组成，其中一根直杆插入另一根直杆中，长度能伸缩，两根直杆通过锁钥固定；CS49E线性霍尔电路固定于延长杆前端，并直接通过连接导线与直流电源适配器和万用表相连。

所述的直流电源适配器为+5V直流电源适配器。

所述的万用表为普通输入阻抗大于10KΩ指针式或数字式万用表。

所述的连接导线为普通三芯导线或者四芯导线或者多根单芯导线。

所述的延长杆为硬质塑料或木质材料制成，这些材料对磁场是透明的，以防止测量时影响磁场分布，一端设有CS49E线性霍尔电路固定位，通过杆体的长度延长测量范围，方便测量狭窄空间磁场强度。

一种利用上述装置进行快速估算磁场强度的方法，步骤如下：

1、将快速估算磁场强度的装置连接好，并接通电源；

2）将CS49E线性霍尔电路通过延长杆置于磁场中,观察万用表示数，在磁场方向已知的情况下，当万用表电压示数为正时，CS49E线性霍尔电路平的一面所对为S极，当万用表电压示数为负时，CS49E线性霍尔电路平的一面所对为N极，保持磁场垂直穿过CS49E线性霍尔电路平的一面；在磁场方向不明的情况下，转动CS49E线性霍尔电路并观察万用表示数，当万用表示数为最大值时将CS49E线性霍尔电路固定；

3）读出万用表示数，通过万用表示数对磁场强度进行估算：

设万用表电压示数为A伏特，则相应的磁场强度H通过下式估算:

$H=\frac{\left|A\right|-2.5V}{17V/T},$

上述公式中：V是电压单位伏特，T为磁场强度单位特斯拉。

本发明中的估算公式由CS49E线性霍尔电路电压输出特性曲线推导而来。当磁场强度为零时，CS49E线性霍尔电路静态输出电压为2.5V，对应在坐标系中坐标为（2.5V，0）施加磁场后，CS49E线性霍尔电路输出电压随磁场强度线性变化，线性关系斜率的绝对值为CS49E线性霍尔电路的霍尔系数，由该器件的参数可知，该斜率绝对值为15-20V/T（随环境温度变化）,当用于估算时，忽略温度变化，取该值为17V/T，设未知磁场强度在电压-磁场强度坐标系中坐标为（A，H），其中A为电压值，H为磁场强度，则应用线性关系上两点坐标与斜率的关系式：

将该式变形即可得估算公式

在实际设计时，可以因地制宜的确定延长杆的长度或者形状，使测量方便。

本发明的有益效果是装置结构简单，组装方便，成本低廉，使用时操作简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中：1、CS49E线性霍尔电路，2、延长杆，3、连接导线，4、万用表，5、直流电源适配器，9、锁钥。

图2是本发明中所用CS49E线性霍尔电路引线示意图。

其中：6、正极（正对元件平面时左起第一条引线），7、地线（正对元件平面时左起第二条引线），8、电压输出端（正对元件平面时左起第三条引线）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本发明实施例1如图1-2所示，一种快速估算磁场强度的装置，包括直流电源适配器5、万用表4、CS49E线性霍尔电路1和延长杆2，其特征在于：延长杆2为套接式的两根直杆组成，其中一根直杆插入另一根直杆中，长度能伸缩，两根直杆通过锁钥9固定；CS49E线性霍尔电路1固定于延长杆2前端，并直接通过连接导线3与直流电源适配器5和万用表4相连。

所述的直流电源适配器5为+5V直流电源适配器。

所述的万用表4为普通输入阻抗大于10KΩ指针式或数字式万用表。

所述的延长杆2为硬质塑料或木质材料制成，这些材料对磁场是透明的，以防止测量时影响磁场分布，一端设有CS49E线性霍尔电路固定位，通过杆体的长度延长测量范围，方便测量狭窄空间磁场强度。

CS49E线性霍尔电路1的正极6接直流电源适配器5正极，CS49E线性霍尔电路1的地线7连接直流电源适配器5负极和万用表4电压测量档负极，CS49E线性霍尔电路1的电压输出端8连接万用表4电压测量档正极。

实施例2：

一种利用上述装置进行快速估算磁场强度的方法，步骤如下：

1）将快速估算磁场强度的装置连接好，并接通电源；

2）将CS49E线性霍尔电路通过延长杆置于磁场中,观察万用表示数，在磁场方向已知的情况下，当万用表电压示数为正时，CS49E线性霍尔电路平的一面所对为S极，当万用表电压示数为负时，CS49E线性霍尔电路平的一面所对为N极，保持磁场垂直穿过CS49E线性霍尔电路平的一面；在磁场方向不明的情况下，转动CS49E线性霍尔电路并观察万用表示数，当万用表示数为最大值时将CS49E线性霍尔电路固定；

3）读出万用表示数，通过万用表示数对磁场强度进行估算：

设万用表电压示数为A伏特，则相应的磁场强度H通过下式估算:

$H=\frac{\left|A\right|-2.5V}{17V/T},$

上述公式中：V是电压单位伏特，T为磁场强度单位特斯拉。

Claims (5)

1.一种快速估算磁场强度的装置，包括直流电源适配器、万用表、CS49E线性霍尔电路和延长杆，其特征在于：延长杆为套接式的两根直杆组成，其中一根直杆插入另一根直杆中，长度能伸缩，两根直杆通过锁钥固定；CS49E线性霍尔电路固定于延长杆前端，并直接通过连接导线与直流电源适配器和万用表相连。

2.如权利要求1所述的一种快速估算磁场强度的装置，其特征在于所述的直流电源适配器为+5V直流电源适配器。

3.如权利要求1所述的一种快速估算磁场强度的装置，其特征在于所述的万用表为普通输入阻抗大于10KΩ指针式或数字式万用表。

4.如权利要求1所述的一种快速估算磁场强度的装置，其特征在于所述的延长杆为硬质塑料或木质材料制成。

5.一种利用上述装置进行快速估算磁场强度的方法，步骤如下：

1）将快速估算磁场强度的装置连接好，并接通电源；

2）将CS49E线性霍尔电路通过延长杆置于磁场中,观察万用表示数，在磁场方向已知的情况下，当万用表电压示数为正时，CS49E线性霍尔电路平的一面所对为S极，当万用表电压示数为负时，CS49E线性霍尔电路平的一面所对为N极，保持磁场垂直穿过CS49E线性霍尔电路平的一面；在磁场方向不明的情况下，转动CS49E线性霍尔电路并观察万用表示数，当万用表示数为最大值时将CS49E线性霍尔电路固定；

3）读出万用表示数，通过万用表示数对磁场强度进行估算：

设万用表电压示数为A伏特，则相应的磁场强度H通过下式估算:

$H=\frac{\left|A\right|-2.5V}{17V/T},$

上述公式中：V是电压单位伏特，T为磁场强度单位特斯拉。

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