CN2700992Y - 一种磁场描绘仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁场描绘仪，含底板、坐标平台、坐标平台支撑框架、亥姆霍兹线圈、探头、探杆、探座、感应电动势测量仪，探头能随探座和探杆在底板上平移，并能在探杆前端由旋钮和皮带带起转动，探头下端的转轴上设有与探测线圈相连的感应电动势输出环，感应电动势测量仪上设有三位半数显毫伏表和感应电动势输入插座，具有结构合理、美观、操作方便，测量误差小，重复性好。

Description

一种磁场描绘仪

所属技术领域

本实用新型涉及一种磁场描绘仪，是用于物理实验中测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场及其分布的实验仪器。

背景技术

目前，公知的磁场描绘仪存在以下不足：1、探头直接在线圈中心轴面平台上通过手移动和转动，操作不便，特别是容易损坏探测线圈的输出线，2、线圈中心轴面平台上没有设坐标，且不透明，描点不方便，测量误差大，3、仪器体积大，不美观。

发明内容

为了克服现有磁场描绘仪探测线圈容易损坏，操作不方便，测量误差大的不足，本实用新型提供一种磁场描绘仪，该磁场描绘仪探测线圈与感应电动势输出环相连，坐标平台是透明的，结构合理美观、操作方便、测量误差小。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：坐标平台安装在支撑框架上，在坐标平台上装有两个圆线圈(称为亥姆霍兹线圈)，两圆线圈的匝数相等，宽度和厚度相同，两个圆线圈间的平均距离等于它们的半径，它们通过底板上的固定夹，平行地安置在一个公共轴上，底板上设有与亥姆霍兹线圈相连的低频信号输入接线柱，探头装在探杆前端，探杆的另一端固定在探座上，探座上设有调节旋钮，在探头和调节旋钮上装有带动探头转动的皮带。探头内部上端装有探测线圈，其几何尺寸为：长度L＝5.30mm，外径D＝10.00mm，内径d＝4.60mm。探测线圈通过线圈骨架和固定轴固定在探头外壳上，探头顶端上面设有探测叉丝，探测叉丝位于圆线圈中心轴面上，探头下端设有两个输出环，输出环通过导线与探测圈相连，感应电动势的输出接线柱通过导线和固定在探杆上的弹片(或电刷)与输出环相通，感应电动势测量仪上设有数字毫伏表和感应电动势输入插座，输入插座通过导线与探座上感应电动势输出接线柱相连。

本实用新型的有益效果是：可以方便地描绘出通电圆线圈的磁场分布规律，结构合理美观、操作方便、测量误差小、重复性好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为实用新型的结构示意图。

图2为探头剖面示意图。

图中1.底板，2.支撑框架，3.圆线圈固定夹，4.5.圆线圈，6.坐标平台，7.圆线圈的接线柱，8.探杆，9.探测叉丝，10.感应电动势的输出环，11.探杆，12.皮带，13.调节旋钮，14.探座，15.感应电动势的输出接线柱，16.感应电动势测量仪，17.数字毫伏表，18.感应电动势输入插座，19.探测线圈，20.21.探测线圈的输出导线，22.线圈骨架，23.探测线圈固定轴，24.探头外壳，25.皮带安装槽。

具体实施方式

在图1中，坐标平台(6)安装在支撑框架(2)上，在坐标平台(6)上装有圆线圈(4)和圆线圈(5)，并由固定夹(3)固定在底板(1)上，底板(1)上设有与圆线圈(4)和圆线圈(5)相连通的低频信号输入接线住(7)，探头(8)装在探杆(11)的前端，探杆(11)的另一端固定在探座(14)上，探座(14)上设有调节旋钮(13)，在探头(8)和调节旋钮(13)上装有皮带(12)，探头(8)能随探座(14)和探杆(11)在底板(1)上平移，并能通过施钮(13)和皮带(12)带起转动，探头顶端上面设有探测叉丝(9)，探头下端设有两个感应电动势输出环(10)感应电动势的输出接线柱(15)通过导线和固定在探杆上的弹片(或电刷)与输出环(10)相通，感应电动势测量仪(16)上设有数字毫伏表(17)和感应电动势输入插座(18)，输入插座(18)通过导线与感应电动势输出接线柱(15)相连。探测线圈(19)上的感应电动势大小由感应电动势测量仪(16)上的数字毫伏表(17)读出。

在图2中，探头内部上端装有探测线圈(19)，探测线圈(19)通过线圈骨架(22)和固定轴(23)固定在探头外壳(24)上，，输出环(10)通过导线(20)、(21)与探测线圈相连，

实验时，由信号发生器提供的交变电流通过输入接线柱7输给圆线圈5，将探头8放在圆线圈5的中心点，转动旋钮13，带动探头8转动，直到数字毫伏表17的读数值最大。用同样的方法，向右每隔1.00cm测出圆线圈5轴线上其余10个点的值，在坐标纸上以X为横轴，Vm为纵轴，作出Vm(B)-X曲线，由于在测试条件不变的情况下Bm与Vm成正比，即

$B_m=\frac{\sqrt{2}{V}_m}{0.28{\mathrm{\π}}^2{N}_{0}f{D}^2}$

故Vm-X曲线也反映了Bm-X曲线的规律。

在平台坐标系的纵轴上均匀地取5个点，A₁、A₂......A₅，并在备好的坐标纸上记下相应的位置，过每一点在纵轴的右边作一条磁力线，共画5条磁力线，具体作法如下：在平台上将探测叉丝9的交点与A₁所在位置对准，然后转动探头8，找出数字毫伏表17读数值最小时叉丝9上的圆点所在位置A₁₂，并把A₁₂记录在备好的坐标纸上，则A₁与A₁₂连线的方位就是A₁附近磁场的方向，再将叉丝9的交点与A₁₂所在的位置对准，如此重复共找到10个点，在备好的坐标纸上通过这些点连一条光滑的磁力线(用A₁标记)。按相同的方法，可得到A₂、A₃、A₄、A₅、等共五条磁力线。在分布图上用铅笔标出圆线圈5的位置和大小。

将圆线圈4和圆线圈5串联起来，并通过接线柱7输入由信号发生器提供的交变电流，测出亥姆霍兹线圈匀强磁场区的范围。具体作法如下：首先测出亥姆霍兹线圈中点处的感应电动势(极大值)，然后不改变探头的方位，分别沿横轴正负方向和纵轴正负方向平移，观察探头所测的感应电动势的变化，如果变化不超过中点处感应电动势的±1％，可继续平移，直到开始超过，此转折点就是匀强区的边界，在备好的坐标纸上记下该点的位置。这样找出12个点的方位及位置，连接边界点，匀强区就基本上是在一个椭圆的范围内。

Claims (3)

1、一种磁场描绘仪，坐标平台(6)安装在支撑框架(2)上，在坐标平台(6)上装有圆线圈(4)和圆线圈(5)，并由固定夹(3)固定在底板(1)上，底板(1)上设有与圆线圈(4)和圆线圈(5)相连通的低频信号输入接线柱(7)，探头(8)装在探杆(11)的前端，探杆(11)的另一端固定在探座(14)上，探座(14)上设有调节旋钮(13)和感应电动势的输出接线柱(15)，探头内部上端装有探测线圈(19)，探测线圈(19)通过线圈骨架(22)和固定轴(23)固定在探头外壳(24)上，探头顶端上面设有探测叉丝(9)，探头下端设有两个感应电动势输出环(10)，感应电动势测量仪(16)上的输入插座通过导线与感应电动势输出接线柱(15)相连，其特征是：探测线圈(19)与感应电动势输出环(10)相连，感应电动势输出环(10)的另一端与感应电动势测量仪(16)相连。

2、根据权利要求1所述的一种磁场描绘仪，其特征是：坐标平台(6)是透明的。

3、根据权利要求1所述的一种磁场描绘仪其特征是：调节旋钮(13)通过皮带(12)与探头(8)相连。

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