专利名称：三维微磁仪探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微磁仪，尤其涉及一种三维微磁仪探头。
背景技术：
目前，测量磁场仪器一般为高斯计或特斯拉计。其探头内置霍尔元件，将探头移至 磁场环境并旋转至适当位置，霍尔元件上则可以产生霍尔电压信号，通过仪器内置电路及 单片机系统对信号进行处理分析后，在显示屏上显示所测磁场的磁感应强度大小。但是，目 前的高斯计或特斯拉计不能测量出磁感应强度的方向，给应用带来不便。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供三维微磁仪探头。本实用新型通过如下技术方案实现一种三维微磁仪探头，包括两个霍尔元件和一个探头基体，所述霍尔元件分别安 装在探头基体的两个相互垂直的表面。上述的三维微磁仪探头中，所述霍尔元件焊接在电路板上，电路板通过过盈配合 装在探头基体上。上述的三维微磁仪探头中，霍尔元件的管脚与通过焊点与所述电路板上的覆铜电 线焊接。上述的三维微磁仪探头中，霍尔元件的管脚通过所述电路板上的覆铜电线与微磁 仪内部的单片机电连接。上述的三维微磁仪探头中，所述探头基体为APS塑探头基体。上述的三维微磁仪探头中，所述霍尔元件为UGN3503霍尔元件。总的来说，与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和效果本三维微磁仪探头 克服现有磁场测量仪器不能测量出磁场方向的不足。本实用新型结构简单，安装方便，将该 三维探头应用于微磁仪中，不仅能测量出磁场的磁感应强度的大�。夷芊奖愕夭饬砍� 空间任一微小磁场的方向。
图1是本实用新型的三维微磁仪探头的结构示意图。图2是三维微磁仪机械装配图。图中微磁仪探头基体2.霍尔元件3.小电路板4.焊锡点5.覆铜电线6.探头外 壳7.信号传送线套管8.微磁仪电路板腔体9.显示屏10.键盘控制按钮11.底座。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明，但本实用新型的保护和实施不 限于此。[0016]在图1中，已焊接上霍尔元件2的小电路板3与微磁仪基体1通过过盈配合装配 在一起。为保证三个霍尔元件的垂直度，微磁仪基体1采用APS塑料为原材料，通过高精度 铣床加工获得。小电路板按设计尺寸装配。霍尔元件2的管脚与小电路板3上的覆铜电线 5之间通过焊锡点4焊接。霍尔元件2在分别感应到两相互垂直的磁场分量后，通过覆铜电 线将霍尔电压信号由传输线输入微磁仪内部的单片机控制系统。为减少信号在传输过程中 受到的干扰，应该尽量保证焊锡点4的均勻饱满，形状规则。在图2中，霍尔元件探头装配在探头外壳6内腔，并用铝材紧定螺钉固定，信号由 传输线从套管7内部走线，传至微磁仪电路板腔体8中的数据处理系统(如单片机系统)， 该系统内含单片机电路，放大电路及A/D转换电路等。经数据处理后，在显示屏9上显示出 测量结果。可通过控制键盘控制按钮10，对测量结果选择显示，并可选择显示各个方向的磁 场分量及其合场强大�。约按懦》较蚪�。探头外壳6还起到保护易损原件霍尔片的作用， 以及对测量环境不产生干扰的作用。底座11为整个测量提供了一个稳定的基�。共饬抗� 程不产生抖动。本实施方式将三个性能参数相同的UGN3503霍尔元件分别粘贴在探头基体上三 个相互垂直的表面，每个霍尔元件感应一个方向的磁感应强度，转换成霍尔电压从引脚输 出。由事先制作好的电压基准与霍尔电压进行差分，再通过多路模拟开关分时选择各通道 的信号，经过运算放大器和A/D转换器，最后进入单片机系统。单片机系统对信号进行处理 分析，最后在显示屏上显示所测磁场的磁感应强度大小及磁感应强度与设定的空间直角坐 标系中各坐标轴正方向的夹角，从而达到测量磁场的大小和方向之目的。霍尔元件由塑料 外壳保护，使测量过程中霍尔元件不易损坏，同时在测试时不会对磁场环境带来新的干扰。微磁仪原理简介当外磁场垂直穿过霍尔元件片时，若给霍尔元件通以恒定电流， 则在霍尔元件的输出脚会输出霍尔电压信号。霍尔电压与事先制作好的电压基准进行差分 运算，所得各通道信号经过多路模拟开关分时选择，通过运算放大器和A/D转换器，进入单 片机系统进行处理分析，最后在显示屏上显示所测磁场的磁感应强度大小以及磁感应强度 与设定的空间直角坐标系中各坐标轴正方向的夹角，从而达到测量磁场的大小和方向之目 的。下面再提供测量数据供参考测量环境由亥姆霍兹线圈产生磁场。探头位置置于亥姆霍兹线圈中间。测量微磁仪在初始测量时将初始值自动归零，然后进行精度测试。测量数据如表 1所示，可以精确到小数点后三位数。表 权利要求三维微磁仪探头，其特征在于包括三个霍尔元件和一个探头基体，所述三个霍尔元件分别安装在探头基体的三个相互垂直的表面。
2.根据权利要求1所述的三维微磁仪探头，其特征在于所述霍尔元件焊接在电路板 上，电路板通过过盈配合装在探头基体上。
3.根据权利要求2所述的三维微磁仪探头，其特征在于霍尔元件的管脚与通过焊点与 所述电路板上的覆铜电线焊接。
4.根据权利要求3所述的三维微磁仪探头，其特征在于霍尔元件的管脚通过所述电路 板上的覆铜电线与微磁仪内部的单片机电连接。
5.根据权利要求1 4任一项所述的三维微磁仪探头，其特征在于所述探头基体为 APS塑探头基体。
6.根据权利要求5所述的三维微磁仪探头，其特征在于所述霍尔元件为UGN3503霍尔 元件。
7.根据权利要求6所述的三维微磁仪探头，其特征在于所述霍尔元件外套有塑料外tJXi O
专利摘要本实用新型公开一种三维微磁仪探头，包括三个霍尔元件和一个探头基体，所述三个霍尔元件分别安装在探头基体的三个相互垂直的表面，霍尔元件焊接在电路板上，电路板通过过盈配合装在探头基体上。当外磁场垂直穿过霍尔元件片时，若给霍尔元件通以恒定电流，则在霍尔元件的输出脚会输出霍尔电压信号。霍尔电压与事先制作好的电压基准进行差分运算，所得各通道信号经过多路模拟开关分时选择，通过运算放大器和A/D转换器，进入单片机系统进行处理分析，计算出测量结果。本实用新型结构简单，安装方便，使微磁仪不仅能测量出磁场的磁感应强度的大�。夷芊奖愕夭饬砍隹占淙我晃⑿〈懦〉姆较�。
文档编号G01R33/07GK201716405SQ20102026253
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者冼卓宇, 张红, 袁晓志, 陈旭文, 陈祝权, 鲍翔 申请人:华南理工大学
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