專利名稱:磁場屏蔽演示儀的制作方法
本實用新型屬于一種物理教學(xué)儀器。
現(xiàn)有的測量磁場強度的專用儀器高斯計主要由霍爾元件和微安表組成，它是一種科研儀器，作為教學(xué)儀器價格較為昂貴，在中學(xué)電磁學(xué)教學(xué)中推廣較為困難，且用途范圍專一，不適于電磁學(xué)教學(xué)中多種用途的需要。本實用新型的目的是生產(chǎn)一種適用于電磁學(xué)教學(xué)且用途較為廣泛的物理教學(xué)儀器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。該儀器由霍爾元件、微安表、磁電式儀表磁體、交流電磁鐵、條形磁鐵、發(fā)光二極管、裝有測量通路的底板箱等組成?；魻栐乃母€中，有兩根經(jīng)保護(hù)電阻接直流電源的正負(fù)極，二根接微安表的正負(fù)接線柱。測量磁場強度時，將霍爾元件放入磁電式儀表磁體(永久磁鐵)磁場中，表頭指針偏轉(zhuǎn)可顯示磁場的強度值。若把霍爾元件在磁場中翻轉(zhuǎn)180°，則指針反向偏轉(zhuǎn)，表示磁勢變?yōu)榉聪?，從指針的偏轉(zhuǎn)方向上，可判斷磁極的N－S極性。一組屏蔽罩分別由非金屬(塑料)、有色金屬(鋁、銅)鐵罩等三個以上不同材料的罩體組成，將非金屬或有色金屬罩罩在儀表磁體或交流電磁鐵上，霍爾元件靠近罩壁，指針偏轉(zhuǎn)，說明磁力線能穿透非金屬和有色金屬。將鐵罩套在磁鐵上時，霍爾元件靠近罩體，指針不偏轉(zhuǎn)，說明鐵罩實現(xiàn)了磁場屏蔽。以二個運算放大器為主要元件的比例放大器電路與微安表接通，組成交流毫伏表，可指示交流霍爾電勢，將霍爾元件放入交流電磁鐵的磁場中，指針偏轉(zhuǎn)指示交流磁場的強度。同時，它也能測量交流變壓器有無漏磁現(xiàn)象。在中學(xué)物理教學(xué)中，講解電壓表或電流表原理時，應(yīng)講清儀表極靴內(nèi)是勻強磁場，將霍爾元件插入磁電式儀表磁體極靴內(nèi)，微安表指針偏轉(zhuǎn)，將霍爾元件繞鐵芯旋轉(zhuǎn)，從表頭上看到已偏轉(zhuǎn)的指針不動，說明磁體極靴內(nèi)的磁場是勻強磁場。本實用新型還可以演示磁體磁力線的空間分布，將條形磁鐵放入棗核形架子中，架子由鋁絲對稱分布編好呈棗核狀，將霍爾元件沿條形磁鐵磁力線方向從N端到S端，看到儀表指針變化由大到小，再由小到大，說明條形磁鐵二端磁力線密度強，中間磁力線密度弱，從而判斷出磁力線的空間分布狀況。
本實用新型有以下優(yōu)點1.能演示永久磁鐵和交流電磁鐵的磁場屏蔽現(xiàn)象。
2.能測量磁場強度，并能判斷N－S極方向。
3.可演示磁力線空間分布狀況，使同學(xué)們對磁力線空間分布狀況有了更深刻的認(rèn)識。
4.可演示電磁電勢儀表極靴磁場是勻強磁場。
5.可檢驗變壓器等同類產(chǎn)品的漏磁現(xiàn)象。
本實用新型的實施例結(jié)合附圖加以說明圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型的電路原理圖如圖所示，本實用新型由霍爾元件1、開關(guān)2、裝有測量通路的底板箱3、微安表5、條形磁鐵7、磁電式儀表磁體9、交流電磁鐵11、發(fā)光二極管14、15，一組屏蔽罩(16a、16b、16c)等組成，微安表5、磁電式儀表磁體9和交流電磁鐵11分別通過固定架4、10、13固定在底板箱3上，條形磁鐵7放置在棗核形支承架8上，棗核形支承架的棗核形部分是由8～12根鋁絲對稱焊接而成。微安表5包有一層鐵屏蔽罩6，微安表5指針的零點位于刻度盤的中點。交流電磁鐵11上繞有導(dǎo)線12并穿過底板與電源相接，霍爾元件1的四根導(dǎo)線穿過底板與電路相接，位于底板上的四根導(dǎo)線均包裹在絕緣軟套17中，交變磁場的測量通路(電路)由以二個運算放大器為主要元件的比例放大器電路、比例放大器和交流電磁鐵電源、供霍爾元件1使用的直流電源和一個六刀雙擲開關(guān)2組成。操作時，打開開關(guān)2，使其處于位置I，發(fā)光二極管14亮，表明霍爾元件處于直流工作狀態(tài)，這時，將霍爾元件放在磁電式儀表磁體(永久磁鐵)9中的某一點上，從微安表5上，可讀出該點磁場強度B的數(shù)值。將霍爾元件1的探頭放在磁體9某一磁極附近，指針偏轉(zhuǎn)，再將探頭平面翻轉(zhuǎn)180°，微安表指針向相反方向偏轉(zhuǎn)。從偏轉(zhuǎn)方向上可判斷出是N極還是S極。霍爾元件還可在條形磁鐵7上描述磁力線的磁場分布，同時，還可描述磁電式儀表磁體9上的極靴磁場是勻強磁場。該實用新型的附件，一組屏蔽罩(16a、16b、16c)分別由非金屬、有色金屬、鐵罩三種不同材料的罩體組成，分別將其套在磁體9上，說明鐵罩具有磁場屏蔽作用。將開關(guān)撥至Ⅱ位，發(fā)光二極管15亮，將霍爾元件1放入交流電磁鐵磁場中，可測交流磁場強度。將霍爾元件1靠近已通電而無鐵外罩的變壓器，當(dāng)看到指針偏轉(zhuǎn)時，可知道變壓器有漏磁現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.磁場屏蔽演示儀，由霍爾元件1、開關(guān)2、微安表5等構(gòu)成，其特征在于演示儀構(gòu)成部分還包含以下組件裝有交變磁場的測量通路(電路)部分的底板箱3、條形磁鐵7、磁電式儀表磁體(永久磁鐵)9、交流電磁鐵11、發(fā)光二極管14、15，一組屏蔽罩(16a、16b、16c)；微安表5、磁電式儀表磁體9和交流電磁鐵11分別通過固定架4、10、13固定在底板箱3上，條形磁鐵7放置在棗核形支承架8上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的磁場屏蔽演示儀，其特征是棗核形支承架8的棗核形部分是由8～12根鋁絲對稱編好焊接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的磁場屏蔽演示儀，其特征在于一組屏蔽罩(16a、16b、16c)分別由非金屬、有色金屬、鐵罩三種不同材料的罩體組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的磁場屏蔽演示儀，其特征在于交變磁場的測量通路(電路)部分由以二個運算放大器為主要元件的比例放大器電路、比例放大器和交流電磁鐵電源，供霍爾元件1使用的直流電源和一個六刀雙擲開關(guān)2組成。
專利摘要
磁場屏蔽演示儀由霍爾元件、微安表、磁電式儀表磁體(永久磁鐵)、交流電磁鐵、條形磁鐵、發(fā)光二極管、裝有測量通路的底板箱等組成。一組屏蔽罩分別是非金屬、有色金屬、鐵罩三種不同材料。本儀器除了能演示永久磁鐵和交流電磁鐵的磁場屏蔽現(xiàn)象外，還可測量磁場強度，演示磁力線空間分布狀況和電磁電勢儀表極靴磁場是勻強磁場。此外，該儀器還可檢驗變壓器等同類產(chǎn)品的漏磁現(xiàn)象。
文檔編號G09B23/18GK86204787SQ86204787
公開日1987年8月5日 申請日期1986年7月12日
發(fā)明者吳志文, 張錦, 劉萬才 申請人:吳志文導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan