CZ24153U1 - Zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole - Google Patents

Description

Zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole. Zařízení má využití především v souvislosti s výukou a také při studiu magnetického pole.

Dosavadní stav techniky

Při poznávání zákonitostí magnetického pole a jevů zde probíhajících, ať už ve fyzice v rámci výuky nebo při jejich dalším studiu Či při výzkumu souvisejících dějů a problémů, vyvstává požadavek jednak generovat homogenní magnetické pole, jednak zajistit správné měření magnetických veličin popisujících toto pole a souvisejících dějů. Velkým nedostatkem dnešní výuky obecně je skutečnost, že se při ní nepoužívá názorných pomůcek. Týká se to jak vlastního generování magnetického pole stejnosměrného i střídavého o proměnné indukci, tak navazujícího měření hodnoty magnetické indukce pro stejnosměrné i střídavé magnetické pole.

Hlavní nevýhodou současného stavu výuky, studia i výzkumu v dané oblasti je tedy nedostatek jednoduchých a názorných prostředků, které by odpovídaly současnému stavu techniky a vědy. Tyto nedostatky způsobují problémy s nepochopením výukové látky studenty, kteří postrádají názornost a možnost samostatné práce s modelem. Omezená dostupnost modelů je také způsobována cenovými relacemi a následnou nedostupností odpovídajících zařízení.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky a nevýhody uvedených připravovaných řešení do značné míry odstraňuje zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že zařízení obsahuje dvě cívky, které jsou zapojeny na blok napájení, mezi cívkami je umístěn indukčnostní senzor a Hallův senzor, které jsou zapojeny na blok výstupních signálů a uchyceny na mechanickém stavěcím systému.

Zařízení podle technického řešení s výhodou obsahuje v bloku výstupních signálů výstupy z indukčnostního senzoru a Hallova senzoru pro standardní měřicí systémy o velikosti magnetické indukce a o poloze indukěnostního senzoru a Hallova senzoru v prostoru mezi cívkami.

Značnou výhodou zařízení podle technického řešení z funkčního hlediska je jeho univerzálnost, daná přítomností generátoru magnetického pole s proměnou magnetickou indukcí a s možností vytvářet dva typy magnetického pole, a to se stejnosměrným a střídavým charakterem a typ magnetického pole homogenního (v prostoru mezi cívkami) díky použití sestavy Helmholtzových cívek. Výhodou také je používání dvou typů senzorů magnetické indukce s rozdílnými vlastnostmi s tím, že jeden typ je indukčnostní pro snímání jen střídavé magnetické indukce a druhý typ využívá Hallova jevu a měří proto jak střídavé, tak stejnosměrné magnetické pole. Tato možnost usnadňuje výuku a umožňuje oddělit měření stejnosměrné a střídavé složky pole.

Další předností zařízení podle technického řešení je možnost zapojit výstupy z měřicích senzorů na standardní měřicí přístroje a zajistit jejich vizualizaci a další vyhodnocování.

Výhodou zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole podle technického řešení, související s využitím pří výuce a při studiu magnetického pole, je také skutečnost, že se jedná o jednoduché a finančně dostupné výukové i laboratorní zařízení.

Objasnění výkresů

Příklad schématu zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole podle technického řešení je znázorněn na přiloženém výkrese.

-1 CZ 24153 Ul

Příklad uskutečněni technického řešení

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží následující příklad konkrétního provedení zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole.

Jak je vidět z přiloženého výkresu, zařízení obsahuje dvě vzduchové cívky I Helmholtzovy se5 stavy, připojené na blok 2 napájení. Dále je zařízení vybaveno indukčnostním senzorem 3 a Hallovým senzorem 4, které jsou spojeny s blokem 5 výstupních signálů a stavitelně uchyceny v prostoru mezi cívkami I na mechanickém stavěcím systému 6.

Toto zařízení pracuje tak, že po nastavení napájení v bloku 2 napájení se vytvoří homogenní magnetické pole ve směru osy cívek I v prostoru mezi cívkami 1. Magnetická indukce při napáio jení střídavým elektrickým proudem indukuje při průchodu oběma senzory střídavé elektrické napětí v indukčnostním senzoru 3 i Hallově senzoru 4 vlivem střídavé magnetické indukce. Daná poloha indukčnostního senzoru 3 i Hallova senzoru 4 je přitom nastavena mechanickým stavěcím systémem 6. Při napájení stejnosměrným elektrickým proudem indukuje magnetická indukce pri průchodu oběma senzory stejnosměrné elektrické napětí pouze v Hallově senzoru 4, zatímco v indukčnostním senzoru 3 nevzniká žádný napěťový signál. Na blok 5 výstupních signálů obou senzorů jsou dále napojeny měřicí přístroje vznikajícího elektrického napětí, jako je například multimetr, osciloskop, vyhodnocovací převodník. Může zde být připojena také počítačová jednotka.

Průmyslová využitelnost

Zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole podle technického řešení nalezne uplatnění především při výuce, při provádění laboratorních cvičení ve školách technického zaměření nebo zaměření na fyziku. Může být použito také pri výzkumu homogenních magnetických polí, vlivu těchto polí na prostředí a materiál a pri vývoji nových snímačů magnetické indukce.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   25 1. Zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole, vyznačující se tím, že obsahuje dvě cívky (1), které jsou zapojeny na blok (2) napájení, mezi cívkami (1) je umístěn indukěnostní senzor (3) a Hallův senzor (4), které jsou zapojeny na blok (5) výstupních signálů a uchyceny na mechanickém stavěcím systému (6).
2. 2. Zařízení pro modelové generování a měření magnetického pole podle nároku 1, vyzná30 čující se tím, že blok (5) výstupních signálů obsahuje výstupy z indukčnostního senzoru (3) a Hallova senzoru (4) pro standardní měřicí systémy o velikosti magnetické indukce a o poloze indukčnostního senzoru (3) a Hallova senzoru (4) v prostoru cívek (l).