CN204857013U - 一种激光感应亥姆霍兹试验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光感应亥姆霍兹试验仪，属于教学实验器材领域。本实用新型包括线圈架部分和测量仪部分，线圈架部分包括机箱架、机箱架上方相对设置有两个励磁线圈，两个励磁线圈之间设有霍尔传感器盒，霍尔传感器盒通过滑块在轴向移动装置上轴向移动，轴向移动装置上还设有标尺；滑块在读标尺刻度处设置有红外激光发射器，红外激光发射器的激光发射方向向着标尺，标尺上所有的刻度处均设有接收器；测量仪部分的操作面板上设有刻度显示窗口，接收器均通过处理器与刻度显示窗口相连；轴向移动装置的右端设有旋转电机，旋转电机与滑块电连接。本实用新型红外读数快速精确，读数和滑块移动实现了高智能化。

Description

一种激光感应亥姆霍兹试验仪

技术领域

本实用新型涉及教学实验器材技术领域，更具体地说，涉及一种激光感应亥姆霍兹试验仪。

背景技术

霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。对着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非点量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面。在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。近年来，霍尔效应实验不断有新发现。1980年原西德物理学家冯·克利青研究二维电子气系统的运输特性，在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之一。目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，并取得了重要应用，例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。

在磁场、磁路等磁现象的研究和应用中，霍尔效应及其元件是不可缺少的，利用它观测磁场直观、干扰小、灵敏度高、效果明显。亥姆霍兹线圈磁场试验仪是研究展示霍尔效应原理、磁场分布等的教学实验器材。亥姆霍兹的线圈中心设有二维移动装置，其中长的一个移动装置用于测量轴向(X轴)的磁场分布；短的一个移动装置用于测量径向(Y轴)磁场分布，传统的亥姆霍兹线圈磁场试验仪是通过转动移动装置顶端的手轮使霍尔传感器盒移动的，并用肉眼读出指示标尺指示相应位置的数据。这种方式很容易产生较大误差，最终得到的实验数据不够精确，且传统的手轮转动不够智能。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种激光感应亥姆霍兹试验仪。采用本实用新型的技术方案，通过用旋转电机代替传统手轮，实现自动调节霍尔传感器盒的功能，更加智能，且刻度尺读数采用红外激光读数，接收器接收并处理后显示在磁场测量仪器的刻度显示屏上，误差较小，最终得到的数据更加精确。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，包括线圈架部分和测量仪部分，所述的线圈架部分包括机箱架、机箱架上方相对设置有两个励磁线圈，两个励磁线圈之间设有霍尔传感器盒，霍尔传感器盒通过滑块在轴向移动装置上轴向移动，轴向移动装置上还设有标尺；所述的滑块在读标尺刻度处设置有红外激光发射器，所述红外激光发射器的激光发射方向向着标尺，所述的标尺上所有的刻度处均设有接收器；所述测量仪部分的操作面板上设有刻度显示窗口，所述的接收器均通过处理器与刻度显示窗口相连。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的轴向移动装置的右端设有旋转电机，旋转电机与滑块电连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的滑块包括纵向移动装置，纵向移动装置处设有标尺Ⅰ，霍尔传感器盒在读标尺Ⅰ刻度处设置有红外激光发射器，所述红外激光发射器的激光发射方向向着标尺Ⅰ，所述纵向移动装置的标尺Ⅰ刻度处均设有接收器。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的接收器为光电接收器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，采用红外激光发射在标尺刻度上，由光电接收器接收读数，并通过处理器处理后直接将数字在刻度显示窗口显示，不需要费力的去读数，也不会产生较大误差，读数精确，实验结果精准。

(2)本实用新型的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，用旋转电机代替传统的手轮，使滑块移动，无需操作，简便省力，且旋转电机转动较手轮比，旋转精度小。

(3)本实用新型的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型一种激光感应亥姆霍兹试验仪的线圈架部分的结构示意图；

图2为本实用新型一种激光感应亥姆霍兹试验仪的测量仪部分的面板示意图；

图3为本实用新型一种激光感应亥姆霍兹试验仪的移动装置的侧视图。

示意图中的标号说明：

1、机箱架；2、励磁线圈；3、霍尔传感器盒；4、轴向移动装置；5、滑块；6、标尺；7、旋转电机；8、刻度显示窗口；9、红外激光发射器。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1、图2、图3所示，本实施例的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，包括线圈架部分和测量仪部分，所述的线圈架部分包括机箱架1、机箱架1上方相对设置有两个励磁线圈2，两个励磁线圈2之间设有霍尔传感器盒3，霍尔传感器盒3通过滑块5在轴向移动装置4上轴向移动，轴向移动装置4上还设有标尺6；所述的滑块5在读标尺6刻度处设置有红外激光发射器9，所述红外激光发射器9的激光发射方向向着标尺6，所述的标尺6上所有的刻度处均设有接收器10；接收器10为光电接收器；所述测量仪部分的操作面板上设有刻度显示窗口8，所述的接收器10均通过处理器与刻度显示窗口8相连。本实施例摒弃传统人工读数的又费力误差又较大的方式，采用红外激光照射在标尺6上，用光电接收器接收读数的方式，接收器接收到红外激光后由处理器进行光电转化处理，将相应的刻度数显示在刻度显示窗口8，读数速度快、误差小，实验结果精确。所述的轴向移动装置4的右端设有旋转电机7，旋转电机7与滑块5电连接。用旋转电机7代替手轮，实现智能化移动霍尔传感器盒3，方便实用。

亥姆霍兹试验仪要研究的磁场分布除了轴向的还有纵向的，所以除了轴向移动装置之外，还有纵向移动装置使得霍尔传感器盒3可以二维移动，上述滑块5内包括纵向移动装置，纵向移动装置处设有标尺Ⅰ，为了读数快速精准，霍尔传感器盒3在读标尺Ⅰ刻度处设置有红外激光发射器9，所述红外激光发射器9的激光发射方向向着标尺Ⅰ，所述纵向移动装置的标尺Ⅰ刻度处均设有光电接收器10。为了显示霍尔传感器盒3的纵向刻度，可以在测量仪部分的操作面板上增设标尺Ⅰ刻度显示窗口。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种激光感应亥姆霍兹试验仪，包括线圈架部分和测量仪部分，所述的线圈架部分包括机箱架(1)、机箱架(1)上方相对设置有两个励磁线圈(2)，两个励磁线圈(2)之间设有霍尔传感器盒(3)，霍尔传感器盒(3)通过滑块(5)在轴向移动装置(4)上轴向移动，轴向移动装置(4)上还设有标尺(6)；其特征在于：所述的滑块(5)在读标尺(6)刻度处设置有红外激光发射器(9)，所述红外激光发射器(9)的激光发射方向向着标尺(6)，所述的标尺(6)上所有的刻度处均设有接收器(10)；所述测量仪部分的操作面板上设有刻度显示窗口(8)，所述的接收器(10)均通过处理器与刻度显示窗口(8)相连。

2.根据权利要求1所述的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，其特征在于：所述的轴向移动装置(4)的右端设有旋转电机(7)，旋转电机(7)与滑块(5)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，其特征在于：所述的滑块(5)包括纵向移动装置，纵向移动装置处设有标尺Ⅰ，霍尔传感器盒(3)在读标尺Ⅰ刻度处设置有红外激光发射器(9)，所述红外激光发射器(9)的激光发射方向向着标尺Ⅰ，所述纵向移动装置的标尺Ⅰ刻度处均设有接收器(10)。

4.根据权利要求3所述的一种激光感应亥姆霍兹试验仪，其特征在于：所述的接收器(10)为光电接收器。