基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置制造方法
【專利摘要】基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置屬于磁感強強度測量領域；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生電壓的特性測量磁感應強度，裝置的電路部分應用鈕子開關在不同檔位置時，靈敏電流計分別充當電流表和電壓表，通過電位器調節霍爾元件的工作電流，以及產生的電壓，使得整個電路通過一個靈敏電流計就可以實現測量；該方法根據霍爾元件在確定工作電流下的兩端電壓，得到磁感應強度；采用本發明測量磁感應強度，由于裝置僅含有一塊靈敏電流計，且全部使用標準元器件，因此具有成本低、穩定性好的優點，本發明同時還具有寬測量范圍、多量程的優點。
【專利說明】基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置
[0001]本申請是申請日為2012年4月13日、申請號為201210107956.2、發明名稱為“基
于霍爾效應的磁感應強度測量裝置與方法”的專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002] 基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置與方法屬于磁感應強度測量領域。
【背景技術】
[0003]雖然磁感應強度測量儀器或方法已經非常成熟，但是現有技術的儀器既貴重又復雜，普通技術人員無法自己制作；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，普通技術人員同樣無法針對不同的應用場合調整測量范圍。
【發明內容】
[0004]為了解決上面的問題，本發明提出了一種基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置與方法，該發明僅含有一塊靈敏電流計，且全部使用標準元器件，因此具有成本低、穩定性好的優點，本發明同時還具有寬測量范圍、多量程的優點。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:
基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，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，該鈕子開關的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；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和與鈕子開關相連的接線端A2、B2 ;鈕子開關控制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，并聯在定值電阻R2上的電鍵C斷開；鈕子開關控制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]上述基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，電路干路中還包括電鍵D。
[0007]上述基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，所述的電鍵D為鈕子開關一部分，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。
[0008]上述基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，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]基于霍爾效應的磁感應強度測量方法，包括以下步驟:
a.鈕子開關控制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步的基礎上，鈕子開關控制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.根據第b步得到的電壓U，得到待測磁場的磁感應強度B。
[0010]本發明的基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，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生電壓的特性測量磁感應強度，裝置的電路部分應用鈕子開關在不同檔位置時，靈敏電流計分別充當電流表和電壓表，通過電位器調節霍爾元件的工作電流，以及產生的電壓，使得整個電路通過一個靈敏電流計就可以實現測量；基于霍爾效應的磁感應強度測量方法根據霍爾元件在確定工作電流下的兩端電壓，得到磁感應強度；采用本發明測量磁感應強度，由于裝置僅含有一塊靈敏電流計，且全部使用標準元器件，因此具有成本低、穩定性好的優點，本發明同時還具有寬測量范圍、多量程的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置電路圖。
[0012]圖2是基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置等效工作電流測量電路。
[0013]圖3是基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置等效電壓測量電路。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明具體實施例作進一步詳細描述。
[0015]基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，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，該鈕子開關的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；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和與鈕子開關相連的接線端Α2、Β2 ;鈕子開關控制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，并聯在定值電阻R2上的電鍵C斷開；鈕子開關控制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]上述基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，電路干路中還包括電鍵D，并且電鍵D為鈕子開關一部分，當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。
[0017]上述基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，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]上述基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，所述的電源E還可以通過一雙刀雙擲開關連接到干路，雙刀雙擲開關的一對端子接電源E的“+ ” 極，則與這對端子相對應的另一對端子接電源的”極，使雙刀雙擲開關在不同端子位置時，干路電流的方向不同。
[0019]基于霍爾效應的磁感應強度測量方法，包括以下步驟:
a.鈕子開關控制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步的基礎上，鈕子開關控制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強度B，式中:k為霍爾系數，d為霍爾元件在磁場方向上的 厚度；
或者:
通過查找之前標定的結果數據庫，直接得到在工作電流I下，與電壓U對應的待測磁場 的磁感應強度B。
【權利要求】
1.基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，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，該鈕子開關的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；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和與鈕子開關相連的接線端A2、B2;鈕子開關控制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，并聯在定值電阻R2上的電鍵C斷開；鈕子開關控制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.根據權利要求1所述的基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，其特征在于電路干路中還包括電鍵D。
3.根據權利要求2所述的基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，其特征在于所述的電鍵D為鈕子開關一部分，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。
4.根據權利要求1、2或3所述的基于霍爾效應的磁感應強度測量裝置，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。·
【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 優先權日:2012年4月13日
【發明者】陳廷 申請人:陳廷