CN103675717A - 一种用于测量磁场的装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于测量磁场的装置，该装置包括特斯拉计、磁场测试探针与移动台固接；移动台中每根支杆与圆盘连接；标尺杆与圆盘连接；齿轮轨道分别连接标尺杆、齿轮，螺钉与滑标连接，齿轮使得滑标在标尺杆上滑动，标尺杆上的凹槽与圆盘上的浅方槽靠近中心孔的面对齐时，滑标上的探针孔与圆盘上的中心孔对齐；旋转杆插入滑标的孔中再插入到齿轮的内孔中；旋转杆的圆形部分从滑标的大方槽另一侧的小孔中伸出，再插入到固定螺帽上的圆孔中，把固定螺帽上的螺钉孔与旋转杆上的圆孔对齐并拧入螺钉；齿轮安装后扣上滑标盖，转动旋转杆的大圆头即带动滑标在标尺杆上滑动；滑标上的圆孔插入磁场测量探针并固定；指针通过螺钉与滑标连接。

Description

一种用于测量磁场的装置

技术领域

本发明涉及微波技术领域，特别涉及磁场测量技术，是一个用于测量磁场的平台。

背景技术

磁聚焦系统是真空电子器件的一个重要组成部分，磁聚焦系统的好坏关系到一个真空管的成败，聚焦磁场需要准确的测量，以便对设计进行检验。目前通常采用的测量装置为由电脑、水平放置的步进电机移动平台、测试探针、特斯拉计和被测件组成的测量系统。具体的技术方案是：把步进电机移动平台放置在水平桌面上，测试探针固定在步进电机移动平台上，测试探针通过电缆线连接到特斯拉计，特斯拉计又与电脑连接；步进电机也与电脑连接；通过电脑上软件的设置来设定测试探针的移动步长和移动距离，同时由电脑记录探针的位置信息和磁场数值。这种系统的优点是通过电脑程序给出的移动距离、移动步长精确测量聚焦系统轴线上各个位置处的磁场数值。缺点是整套系统必须放在一个房间内，步进电机放置在一个平台上。对于一个体积庞大的线包聚焦系统，重达数百公斤，移动起来非常困难，从而使磁场的测量变的非常困难。

发明内容

为了解决现有的测试磁场的系统体积庞大，不便移动的问题，本发明的目的是提供一种用于测量磁场的装置。

为达到上述目的，本发明一种用于测量磁场的装置的技术解决方案是：所述装置包括特斯拉计、磁场测试探针，其特征在于还包括移动台：特斯拉计、磁场测试探针与移动台固接；所述移动台含有三根支杆、圆盘、标尺杆、螺钉、旋转杆、滑标、固定螺帽、滑标盖、齿轮和指针；其中每根支杆与圆盘通过螺纹连接形成底座结构；标尺杆通过螺纹与圆盘连接；齿轮轨道分别连接标尺杆、齿轮，螺钉与滑标连接，齿轮使得滑标在标尺杆上滑动，标尺杆上的凹槽的突出部分与圆盘上的浅方槽靠近中心孔的面对齐时，滑标上的探针孔与圆盘上的中心孔对齐；齿轮的内孔为方形，旋转杆的方杆插入滑标的孔中后，再插入到齿轮的内孔中；旋转杆的圆形部分从滑标的大方槽另一侧的小孔中伸出，再插入到固定螺帽上的圆孔中，把固定螺帽上的螺钉孔与旋转杆上的圆孔对齐并拧入螺钉，用于确保在转动过程中旋转杆不会脱落；齿轮安装完毕后扣上滑标盖，转动旋转杆的大圆头即带动滑标在标尺杆上滑动；滑标上的圆孔插入磁场测量探针，并在滑标上的侧面螺孔中拧入螺钉，用于固定磁场测量探针；指针通过螺钉与滑标连接；当旋转杆转动时，齿轮在标尺杆上滚动，带动滑标、指针和测试磁场探针在上下运动，通过指针获得磁场测量探针所在位置坐标，用于读出磁场数值。

本发明的有益效果：本发明垂直放置的测量磁场装置，是一个简易的测试平台，可以很方便地对体积庞大、质量笨重、不便移动的磁聚焦系统进行测量。对于一个固定在某一位置处不能或不便移动的大型聚焦系统，带上磁场测量装置、探针及特斯拉计，即组成一个简易的磁场测量系统，转动旋转杆，磁场测量探针随着滑标上下移动，指针读出位置信息，特斯拉计读出磁场数值，本发明提高了测量磁场的效率。

附图说明

图1A是本发明的磁场测量装置的立体结构图；

图1B是图1A中主视图；

图2是本发明支杆1的三维立体图；

图3A是本发明圆盘2的俯视图；

图3B是本发明圆盘的仰视图；

图3C是本发明圆盘2的剖视图；

图4A是本发明标尺杆3的主视图；

图4B是本发明标尺杆3的左视图；

图5是本发明螺钉4的三维图；

图6是本发明旋转杆5的三维图；

图7A是本发明滑标6的三维立体图；

图7B是本发明滑标6的主视图；

图7C是本发明滑标6的剖视图；

图8是本发明固定螺帽7的三维图；

图9是本发明滑标盖8的三维图；

图10是本发明齿轮9的三维图；

图11是本发明指针10的三维图。

具体实施方式

为了帮助更好地理解本发明，下面将参考附图举例描述本发明的具体实施方案。

参见图1A、图1B-图11，本发明的一种用于测量磁场的装置，特斯拉计A、磁场测试探针P与移动台固接一起构成测量磁聚焦系统11的磁场装置，所述移动台包括三根支杆1、圆盘2、标尺杆3、螺钉4(如图5示出)、旋转杆5、滑标6、固定螺帽7、滑标盖8、齿轮9和指针10。其中每根支杆1与圆盘2通过螺纹连接形成底座结构；标尺杆3通过螺纹与圆盘2连接；齿轮轨道34分别连接标尺杆3、齿轮的齿92，螺钉4与滑标6连接，齿轮9使得滑标6在标尺杆3上滑动，标尺杆3上的凹槽32的突出部分与圆盘2上的浅方槽24靠近中心孔21的面对齐时，滑标6上的探针孔67与圆盘2上的中心孔21对齐。齿轮9的内孔91为方形，旋转杆5的方杆52插入滑标6的孔61中后，再插入到齿轮9的内孔91中；旋转杆5的圆形部分53从滑标6的大方槽69的另一侧的小孔64中伸出，再插入到固定螺帽7上的圆孔71中，把固定螺帽7上的螺钉孔72与旋转杆5上的圆孔54对齐并拧入螺钉4，用于确保在转动过程中旋转杆5不会脱落。齿轮9安装完毕后扣上滑标盖8，转动旋转杆5的大圆头51即可以带动滑标6在标尺杆3上滑动。滑标6上的圆孔67可以插入磁场测量探针P，并在滑标6上的侧面螺孔68中拧入螺钉4，用于固定磁场测量探针；指针10通过螺钉4与滑标6连接。本发明具体实现是转动旋转杆5，齿轮9在标尺杆3上滚动，带动滑标6、指针10和测试磁场探针在上下运动，通过指针10获得磁场测量探针P所在位置坐标，用于读出磁场数值。

本发明将用于体积庞大、质量笨重的均匀场电磁系统或永磁聚焦系统的中心磁场的测量。为了便于移动，移动台由多个可拆卸的零部件构成。支杆1和圆盘2构成底座结构，材料选择为非磁性材料黄铜，以避免对测试磁场产生影响。为了保持底座的稳定性，圆盘2和支杆1必须保证足够的质量，其质量大小为5kg～8kg。

图2是一根支杆1的三维立体图，每根支杆1的一端具有螺纹结构11，每根支杆1的另外一端呈圆头结构12，便于平面放置，支杆1中间部分的表面呈滚花结构13，增大摩擦力，便于支杆1的组装。

图3A、图3B和图3C分别是圆盘2的左视图、右视图和剖视图。圆盘2的中心孔21为通孔，在圆盘2的一面并靠近中心孔21位置设有一不通透的浅方槽24，浅方槽24内设有圆形螺纹盲孔22(参见图3A)，在圆盘2的另一面设有三个倾斜的螺纹盲孔23(参见图3B和图3C)。三根支杆1的螺纹结构11拧入圆盘2的三个倾斜的螺纹盲孔23中，三根支杆1和圆盘2一起形成底座结构。

图4A为标尺杆3的主视图，图4B为标尺杆3的左视图，标尺杆3包括：方形结构31、凹槽32、螺纹圆杆33、齿轮轨道34、刻度35，方形结构31上含有第一面、第二面和第三面，在方形结构31的第一面上设置一凹槽32结构，在方形结构31的第二面上局部设置有刻度35，在方形结构31的第三面及其相邻面的局部上刻制有齿轮轨道34。标尺杆3的一端为设有螺纹圆杆33，螺纹圆杆33拧入浅方槽24内的圆形螺纹盲孔22中。

图6是旋转杆5的三维图，旋转杆5包括大圆头51、方杆52、圆形部分53、圆孔54、凸台55和凸圆体结构56，在旋转杆5的一端设有大圆头51，凸台55的一面设于大圆头51的弧面处，凸台55的另一面位于方杆52的一端面处，方杆52的另一端面位于圆形部分53的一端面处，在靠近圆形部分53的另一端处设有圆孔54，圆形部分53的另一端的头部是凸圆体结构56。方杆52也可以是三角轴杆。

图7A是滑标6的三维立体图，图7B是滑标6的主视图，图7C是滑标6的剖视图，滑标6包括：大孔61、两个螺钉孔62、第一端63、小孔64、指针固定槽65、固定滑标螺孔66、探针孔67、固定探针螺孔68、大方槽69。沿滑标6的第一端63深挖形成一个大方槽69，大方槽69具有第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，第一侧壁与第三侧壁相互平行，第二侧壁分别与第一侧壁、第三侧壁垂直，且第二侧壁位于固定滑标螺孔66的上方附近。在大方槽69的第一侧壁靠近第一端63处设有一大孔61，在大方槽69的第三侧壁靠近第一端63的位置处设有一小孔64，大孔61和小孔64同轴，旋转杆5的凸台55插入到大孔61中，旋转杆5的圆形部分53从小孔64伸出，在大方槽69的第三侧壁上及小孔64的上方设有一固定滑标螺孔66，在第一侧壁的大孔61及第二侧壁上方设有指针固定槽65，在指针固定槽65内设置两个螺钉孔62，用于固定指针10；沿大方槽69的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁中心对称的中心线的延长线上设有探针孔67，探针孔67的侧壁设有固定探针螺孔68。

图8是固定螺帽7的三维图，在固定螺帽7设有侧壁70、圆孔71和螺钉孔72，在固定螺帽7上部设有圆孔71。在侧壁70上设有螺钉孔72。

图9是滑标盖8的三维图，在滑标盖8的上部为半圆体结构，在滑标盖8的下部为矩形框。所述半圆体结构和矩形框为一体结构。

图10是齿轮9的三维图，齿轮9含有内孔91和多个齿92组成，所述内孔91为方形孔或三角形孔。

图11是指针10的三维图，指针10是直角形结构，在一直角部上含有两个圆孔，在另一直角部的端部含有锥体部。

本发明中滑标6的第一端63可以直接套入滑标盖8，大方槽69中先放入标尺杆3，此时含有齿轮轨道34的标尺杆3的第三面朝向滑标6的第一端63，标尺杆3的第一面上的凹槽32的突起部分紧靠大方槽69的第二侧壁，在标尺杆3的齿轮轨道34上放入齿轮9，齿轮轨道34与齿轮9的多个齿92相配合，齿轮9的内孔91的中心在滑标6的大孔61和小孔64的中心连线上，旋转杆5的方杆52插入滑标6的大方槽69的第一侧壁的大孔61中后，再插入到齿轮9的内孔91中，旋转杆5的圆形部分53从滑标6的大方槽69的第三侧壁的小孔64中伸出，把固定螺帽7上的螺钉孔72与旋转杆5上的圆孔54对齐并拧入螺钉4，确保在转动过程中旋转杆5不会脱落。两个螺钉孔62用于固定指针10，螺钉穿过指针10直角部上的两个圆孔中并拧紧固定在滑标6上，此时指针10另一直角部锥体部分指向标尺杆3的第二面上的刻度35。沿滑标6的固定滑标螺孔66拧入螺钉4，滑标6被固定在标尺杆3上。三根支杆1的螺纹结构11拧入圆盘2的三个倾斜的螺纹盲孔23中，三根支杆1和圆盘2一起形成底座结构；标尺杆3的螺纹圆杆33，用于拧入圆盘2的螺纹孔22中，标尺杆3的凹槽32的突出部分与圆盘2上的浅方槽24靠近中心孔21的面配合时，滑标6上探针孔67与圆盘2上的中心孔21对齐，由此形成移动台。把移动台放置在磁聚焦系统11的上表面上，滑标6上用于插探针孔67和整个聚焦系统的中心孔C对齐。特斯拉计A通过引线连接在磁场测试探针P上，磁场测试探针P穿过滑标6上探针孔67，磁场测试探针P的头部位于磁聚焦系统中心孔C上方某一位置处，在固定探针螺孔68内拧入螺钉4把磁场测试探针P固定，此时通过指针10读出磁场测试探针P所在位置，磁场测试探针P连接特斯拉计读出所在位置处的磁场大小。松开螺钉4，转动旋转杆5，拧紧螺钉4，通过滑标6上的指针10读出磁场测试探针P所在的位置，磁场测试探针P连接特斯拉计读出所在位置处的磁场大小，如此反复即可以测得每一个位置处磁场大小。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。

Claims (8)

1.一种用于测量磁场的装置，所述装置包括特斯拉计、磁场测试探针，其特征在于还包括移动台：特斯拉计、磁场测试探针与移动台固接；所述移动台含有三根支杆、圆盘、标尺杆、螺钉、旋转杆、滑标、固定螺帽、滑标盖、齿轮和指针；其中每根支杆与圆盘通过螺纹连接形成底座结构；标尺杆通过螺纹与圆盘连接；齿轮轨道分别连接标尺杆、齿轮，螺钉与滑标连接，齿轮使得滑标在标尺杆上滑动，标尺杆上的凹槽的突出部分与圆盘上的浅方槽靠近中心孔的面对齐时，滑标上的探针孔与圆盘上的中心孔对齐；齿轮的内孔为方形，旋转杆的方杆插入滑标的孔中后，再插入到齿轮的内孔中；旋转杆的圆形部分从滑标的大方槽的另一侧的小孔中伸出，再插入到固定螺帽上的圆孔中，把固定螺帽上的螺钉孔与旋转杆上的圆孔对齐并拧入螺钉，用于确保在转动过程中旋转杆不会脱落；齿轮安装完毕后扣上滑标盖，转动旋转杆的大圆头即带动滑标在标尺杆上滑动；滑标上的圆孔插入磁场测量探针，并在滑标上的侧面螺孔中拧入螺钉，用于固定磁场测量探针；指针通过螺钉与滑标连接；当旋转杆转动时，齿轮在标尺杆上滚动，带动滑标、指针和测试磁场探针在上下运动，通过指针获得磁场测量探针所在位置坐标，用于读出磁场数值。

2.如权利要求1所述的测量磁场的装置，其特征在于，所述每根支杆的一端具有螺纹结构，每根支杆的另外一端呈圆头结构，支杆中间部分的表面呈滚花结构。

3.如权利要求1所述的测量磁场的装置，其特征在于，所述圆盘的中心孔为通孔，在圆盘的一面并靠近中心孔的位置设有一不通透的浅方槽，浅方槽内设有圆形螺纹盲孔；在圆盘的另一面设有三个倾斜的螺纹盲孔。

4.如权利要求1所述的测量磁场的装置，其特征在于，所述标尺杆包括：方形结构、凹槽、螺纹圆杆、齿轮轨道、刻度，方形结构上含有第一面、第二面和第三面，在方形结构的第一面上设置一凹槽结构，在方形结构的第二面上局部设置有刻度，在方形结构的第三面及其相邻面的局部上刻制有齿轮轨道；标尺杆的一端为设有螺纹圆杆，螺纹圆杆拧入浅方槽内的圆形螺纹盲孔中。

5.如权利要求1所述的测量磁场的装置，其特征在于，所述旋转杆包括大圆头、方杆、圆形部分、圆孔、凸台和凸圆体结构，在旋转杆的一端设有大圆头，凸台的一面位于大圆头的弧面处，凸台的另一面位于方杆的一端面处，方杆的另一端面位于圆形部分的一端面处，在靠近圆形部分的另一端处设有圆孔，圆形部分的另一端的头部是凸圆体结构。

6.如权利要求5所述的测量磁场的装置，其特征在于，所述滑标包括：大孔、两个螺钉孔、第一端、小孔、指针固定槽、固定滑标螺孔、探针孔、固定探针螺孔、大方槽；沿滑标的第一端深挖形成一个大方槽，大方槽具有第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，第一侧壁与第三侧壁相互平行，第二侧壁分别与第一侧壁、第三侧壁垂直，且第二侧壁位于固定滑标螺孔的上方附近，在大方槽的第一侧壁靠近第一端处设有一大孔，在大方槽的第三侧壁靠近第一端的位置处设有一小孔，大孔和小孔同轴，旋转杆的凸台插入到大孔中，旋转杆的圆形部分从小孔伸出，在大方槽的第三侧壁上及小孔上方设有一固定滑标螺孔，在第一侧壁的大孔及第二侧壁的上方设有指针固定槽，在指针固定槽内设置两个螺钉孔，用于固定指针；沿大方槽的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁中心对称的延长线上设有探针孔，探针孔的侧壁设有固定探针螺孔。

7.如权利要求1所述的测量磁场的装置，其特征在于，所述支杆和圆盘材料选择为非磁性材料黄铜。

8.如权利要求1所述的测量磁场的装置，其特征在于，所述圆盘和支杆具有一质量，其质量大小为5kg～8kg。

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