基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置制造方法
【專利摘要】基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置屬于磁感強強度測量領(lǐng)域；該裝置利用霍爾元件在一個方向上通電流，另一個方向上加磁場，會在第三個方向上產(chǎn)生電壓的特性測量磁感應(yīng)強度，裝置的電路部分應(yīng)用鈕子開關(guān)在不同檔位置時，靈敏電流計分別充當(dāng)電流表和電壓表，通過電位器調(diào)節(jié)霍爾元件的工作電流，以及產(chǎn)生的電壓，使得整個電路通過一個靈敏電流計就可以實現(xiàn)測量；該方法根據(jù)霍爾元件在確定工作電流下的兩端電壓，得到磁感應(yīng)強度；采用本發(fā)明測量磁感應(yīng)強度，由于裝置僅含有一塊靈敏電流計，且全部使用標(biāo)準(zhǔn)元器件，因此具有成本低、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，本發(fā)明同時還具有寬測量范圍、多量程的優(yōu)點。
【專利說明】基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置
[0001]本申請是申請日為2012年4月13日、申請?zhí)枮?01210107956.2、發(fā)明名稱為“基
于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置與方法”的專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置與方法屬于磁感應(yīng)強度測量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]雖然磁感應(yīng)強度測量儀器或方法已經(jīng)非常成熟，但是現(xiàn)有技術(shù)的儀器既貴重又復(fù)雜，普通技術(shù)人員無法自己制作；而且，對于特定的測量儀器，其固有的特性限制了其測量范圍，普通技術(shù)人員同樣無法針對不同的應(yīng)用場合調(diào)整測量范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上面的問題，本發(fā)明提出了一種基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置與方法，該發(fā)明僅含有一塊靈敏電流計，且全部使用標(biāo)準(zhǔn)元器件，因此具有成本低、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，本發(fā)明同時還具有寬測量范圍、多量程的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，電路干路部分包括電源E，霍爾元件H、電位器 R1、定值電阻R2,該電路還包括鈕子開關(guān)，該鈕子開關(guān)的A、B接線端之間連接有靈敏電流計， A1^ B1接線端與定值電阻R2并聯(lián)；其中，與霍爾元件H的電流方向垂直于待測磁場方向，與霍爾元件H電流方向和待測磁場方向都垂直的方向上，有電壓測量電路，該電壓測量電路包括定值電阻R3和與鈕子開關(guān)相連的接線端A2、B2 ;鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與ApB1 接線端同時閉合的同時，分別與A2、B2接線端斷開，并聯(lián)在定值電阻R2上的電鍵C斷開；鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與A2、B2接線端同時閉合的同時，分別與Ap B1接線端斷開，電鍵C閉合。
[0006]上述基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，電路干路中還包括電鍵D。
[0007]上述基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，所述的電鍵D為鈕子開關(guān)一部分，A、B 接線端分別與ApB1接線端同時閉合時，電鍵0與0工接線端接通，整個電路形成回路;A、B接線端分別與A2、B2接線端同時閉合時，電鍵D與D2接線端接通，整個電路形成回路;A、B接線端與A1A1接線端以及A2、B2接線端都斷開時，電鍵D與D1以及D2都斷開，整個電路處于斷路狀態(tài)。
[0008]上述基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，所述的定值電阻R3的阻值大于靈敏電流計G的阻值；定值電阻R2的阻值小于靈敏電流計G的阻值。
[0009]基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量方法，包括以下步驟:
a.鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與ApB1接線端閉合，電鍵D閉合，電鍵C斷開，調(diào)整電位器R1，使電路中的干路電流為霍爾元件的工作電流I ;
b.在第a步的基礎(chǔ)上，鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與A2、B2接線端閉合，電鍵D閉合，電鍵C閉合,記錄靈敏電流計所指示的霍爾元件H的電壓U ；c.根據(jù)第b步得到的電壓U，得到待測磁場的磁感應(yīng)強度B。
[0010]本發(fā)明的基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，利用霍爾元件在一個方向上通電流，另一個方向上加磁場，會在第三個方向上產(chǎn)生電壓的特性測量磁感應(yīng)強度，裝置的電路部分應(yīng)用鈕子開關(guān)在不同檔位置時，靈敏電流計分別充當(dāng)電流表和電壓表，通過電位器調(diào)節(jié)霍爾元件的工作電流，以及產(chǎn)生的電壓，使得整個電路通過一個靈敏電流計就可以實現(xiàn)測量；基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量方法根據(jù)霍爾元件在確定工作電流下的兩端電壓，得到磁感應(yīng)強度；采用本發(fā)明測量磁感應(yīng)強度，由于裝置僅含有一塊靈敏電流計，且全部使用標(biāo)準(zhǔn)元器件，因此具有成本低、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，本發(fā)明同時還具有寬測量范圍、多量程的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置電路圖。
[0012]圖2是基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置等效工作電流測量電路。
[0013]圖3是基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置等效電壓測量電路。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，電路干路部分包括1.5V干電池作為電源E，型號為HW300B的霍爾元件H、最大阻值為4.7K的電位器R1、定值電阻R2，該電路還包括一個三檔十二腳的鈕子開關(guān)，該鈕子開關(guān)的A、B接線端之間連接有阻值為2200
O、滿偏電流為50μΑ的靈敏電流計,ApB1接線端與定值電阻R2并聯(lián)；其中，與霍爾元件H的電流方向垂直于待測磁場方向，與霍爾兀件H電流方向和待測磁場方向都垂直的方向上，有電壓測量電路，該電壓測量電路包括定值電阻R3和與鈕子開關(guān)相連的接線端Α2、Β2 ;鈕子開關(guān)控制Α、B接線端分別與Ap B1接線端同時閉合的同時，分別與A2、B2接線端斷開，并聯(lián)在定值電阻R2上的電鍵C斷開；鈕子開關(guān)控制Α、B接線端分別與A2、B2接線端同時閉合的同時，分別與ApB1接線端斷開，電鍵C閉合，電路如圖1所示。
[0016]上述基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，電路干路中還包括電鍵D，并且電鍵D為鈕子開關(guān)一部分，當(dāng)Α、B接線端分別與Ap B1接線端同時閉合時，電鍵D與D1接線端接通，整個電路形成回路;Α、B接線端分別與A2、B2接線端同時閉合時，電鍵D與D2接線端接通，整個電路形成回路;Α、Β接線端與AnB1接線端以及Α2、Β2接線端都斷開時，電鍵D與D1以及D2都斷開，整個電路處于斷路狀態(tài)。
[0017]上述基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，所述的定值電阻R3的阻值為7800 O ；定值電阻R2的阻值為:Α) O
[0018]上述基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，所述的電源E還可以通過一雙刀雙擲開關(guān)連接到干路，雙刀雙擲開關(guān)的一對端子接電源E的“+ ” 極，則與這對端子相對應(yīng)的另一對端子接電源的”極，使雙刀雙擲開關(guān)在不同端子位置時，干路電流的方向不同。
[0019]基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量方法，包括以下步驟:
a.鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與ApB1接線端閉合，電鍵D閉合，電鍵C斷開，此時的電路等效為圖2所示的工作電流測量電路，調(diào)整電位器R1，使電路中的干路電流為霍爾元 件的工作電流I ;
b.在第a步的基礎(chǔ)上，鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與A2、B2接線端閉合，電鍵D閉 合，電鍵C閉合，此時的電路等效為圖3所示的電壓測量電路，記錄靈敏電流計所指示的霍 爾元件H的電壓U ;
c.根據(jù)第b步得到的電壓U，按照如下公式:
IR
U
d
計算得到待測磁場的磁感應(yīng)強度B，式中:k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件在磁場方向上的 厚度；
或者:
通過查找之前標(biāo)定的結(jié)果數(shù)據(jù)庫，直接得到在工作電流I下，與電壓U對應(yīng)的待測磁場 的磁感應(yīng)強度B。
【權(quán)利要求】
1.基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，其特征在于電路干路部分包括電源E，霍爾元件H、電位器R1、定值電阻R2,該電路還包括鈕子開關(guān)，該鈕子開關(guān)的A、B接線端之間連接有靈敏電流計，A1, B1接線端與定值電阻R2并聯(lián)；其中，與霍爾元件H的電流方向垂直于待測磁場方向，與霍爾兀件H電流方向和待測磁場方向都垂直的方向上,有電壓測量電路，該電壓測量電路包括定值電阻R3和與鈕子開關(guān)相連的接線端A2、B2;鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與ApB1接線端同時閉合的同時，分別與^、B2接線端斷開，并聯(lián)在定值電阻R2上的電鍵C斷開；鈕子開關(guān)控制A、B接線端分別與A2、B2接線端同時閉合的同時，分別與Ap B1接線端斷開，電鍵C閉合，且:所述靈敏電流計阻值為2200O、滿偏電流為50μΑ，定值電阻R3的阻值為7800 Ω ;定值電阻R2的阻值為20 O。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，其特征在于電路干路中還包括電鍵D。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，其特征在于所述的電鍵D為鈕子開關(guān)一部分，Α、Β接線端分別與ApB1接線端同時閉合時，電鍵D與D1接線端接通，整個電路形成回路;Α、B接線端分別與A2、B2接線端同時閉合時，電鍵D與D2接線端接通，整個電路形成回路;Α、Β接線端與ApB1接線端以及Α2、Β2接線端都斷開時，電鍵D與D1以及D2都斷開，整個電路處于斷路狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)強度測量裝置，其特征在于所述的定值電阻R3的阻值大于靈敏電流計G的阻值；定值電阻民的阻值小于靈敏電流計G的阻值?！?br> 【文檔編號】G01R33/07GK103576103SQ201310600176
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】陳廷 申請人:陳廷