阅读说明：本技术 一种磁场强度测量仪 (Magnetic field intensity measuring instrument ) 是由 董志 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种磁场强度测量仪,包括测量仪主体,所述测量仪主体内设有电源、开关、电阻R、电压表、铝块、程序片、处理器、电流表和显示器,电源、开关、电阻R、铝块和电流表依次串联形成闭合电路,电压表的两端与铝块上下两端的中部连接,电压表和电流表还均与处理器连接,处理器用于接收电压表和电流表的数据,程序片用于存储运算公式,并与处理器连接,所述显示器与处理器连接。与现有技术相比,本发明的有益效果在于：结构新颖独特,对霍尔元件进行改装只需通过简单的对电压、电流的测量利用公式即可得到所在位置的磁场强度,既保证装置的可行性又降低测量装置的造价。(The invention provides a magnetic field intensity measuring instrument which comprises a measuring instrument main body, wherein a power supply, a switch, a resistor R, a voltmeter, an aluminum block, a program sheet, a processor, an ammeter and a display are arranged in the measuring instrument main body, the power supply, the switch, the resistor R, the aluminum block and the ammeter are sequentially connected in series to form a closed circuit, two ends of the voltmeter are connected with the middle parts of the upper end and the lower end of the aluminum block, the voltmeter and the ammeter are also connected with the processor, the processor is used for receiving data of the voltmeter and the ammeter, the program sheet is used for storing an operation formula and is connected with the processor, and the display is connected with the processor. Compared with the prior art, the invention has the beneficial effects that: the novel structure is unique, and the hall element is modified by simply measuring voltage and current and obtaining the magnetic field intensity of the position by using a formula, so that the feasibility of the device is ensured, and the manufacturing cost of the measuring device is reduced.)

一种磁场强度测量仪

技术领域

本发明涉及磁场强度测量技术领域，尤其涉及一种磁场强度测量仪。

背景技术

现代教学的发展与教学工具有着紧密的联系，尤其是在物理教学方面，一般的物理教学器材对电流、电压、电阻这类物理量能够测量，而对于磁场的测量则难以实现，只能通过碎铁屑小磁针进行简单的大小和方向的判断。市场上虽然有专门测量磁场强度的工具但是其成本高.操作复杂不适合初高中学生使用。

考虑到教学要求操作的简易性和学校的购买力，本测量装置是对霍尔元件进行改装只需通过简单的对电压、电流的测量利用公式即可得到所在位置的磁场强度，既保证装置的可行性又降低测量装置的造价。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种磁场强度测量仪，既保证装置的可行性又降低测量装置的造价。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种磁场强度测量仪，其特征在于：包括测量仪主体，所述测量仪主体内设有电源、开关、电阻R、电压表、铝块、程序片、处理器、电流表和显示器，所述电源、开关、电阻R、铝块和电流表依次串联形成闭合电路，所述电压表的两端与铝块上下两端的中部连接，所述电压表和电流表还均与处理器连接，处理器用于接收电压表和电流表的数据，所述程序片用于存储运算公式，并与处理器连接，所述显示器与处理器连接。

进一步的，所述程序片内的运算公式为：

B=E*nes/I，

其中，E为电压表测得的铝块上下两端的电压，n为铝块单位体积的电荷个数，e为基本电荷单位，s为横截面积，I为电流表测得的电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：结构新颖独特，对霍尔元件进行改装只需通过简单的对电压、电流的测量利用公式即可得到所在位置的磁场强度，既保证装置的可行性又降低测量装置的造价。

附图说明

图1为本发明一种磁场强度测量仪的原理图。

图2为本发明一种磁场强度测量仪的内部结构示意图。

图3为本发明一种磁场强度测量仪的工作原理说明图。

图4为本发明一种磁场强度测量仪中铝块内电子沿水平直线运动时的受力分析图。

附图标记列表：

1-电源，2-开关，3-电阻R1，4-电压表，5-铝块，6-程序片，7-处理器，8-电流表，9-显示器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”和“右”分别指附图中朝右下方、左上方、左下方和右上方的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图所示，一种磁场强度测量仪，包括测量仪主体，测量仪主体内设有电源1、开关2、电阻R13、电压表4、铝块5、程序片6、处理器7、电流表8和显示器9，电源1、开关2、电阻R13、铝块5和电流表8依次串联形成闭合电路，电压表4的两端与铝块5上下两端的中部连接，电压表4和电流表8还均与处理器7连接，处理器7用于接收电压表4和电流表8的数据，程序片6用于存储运算公式，并与处理器7连接，显示器9与处理器7连接。

在本实施例中，程序片内的运算公式为：

B=E*nes/I，

其中，E为电压表测得的铝块上下两端的电压，n为铝块单位体积的电荷个数，e为基本电荷单位，s为横截面积，I为电流表测得的电流。

本发明程序片6内的运算公式的推导过程如下：

qE=qVB时，电阻R1两端电压达到稳定；

由电流与材料的关系可得：

I=nesv

其中，n为单位体积的电荷个数,q为一个电荷带电量，S为横截面积，V为电荷在横截面积的法向速度；

由于材料的固定性n、s的值皆为固定的

由

的公式推导可得：

V=I/nes

将

推导所得的公式带入

得

E=IB/nes

既：B=E*nes/I

本发明的工作原理为：测量磁场强度大小时，将测量仪放在磁场中的q位置处，（空间内存在如图三所示的条形磁铁产生的磁场，磁场中有距离条形磁铁位置不相同的三点q,m.n。q为距离条形磁铁的无限远处，n为距条形磁铁稍近处，m为最靠近条形磁铁的一点），接通电源开关；电压表测得铝块顶端和底端（铝块顶端底端接线柱的位置在一条铅垂线上保证不会由于电阻的原因而产生电压）的电势差，电流表测得电路中的电流大小，测得的数据将由处理器读取，发送给程序片，程序片将发送而来的电流电压带入内部公式B=E*nes/I（E为电压表测得的铝块上下两端的电压、n表示的是铝块单位体积的电荷个数、e为基本电荷单位、S表示横截面积）进行运算，运算后所得的数据再次有由处理器读取，发送给显示器。显示器显示程序片所得结果，该结果即为磁场B中q位置的磁场强度即为q点的磁场强度。

将磁场强度测量仪移动到稍微靠近磁场的n处，接通电源开关整个电路中的自由电子将会定向移动，由于测量仪本身在磁场b中，所以定向移动的电子通过铝块时将会向铝块的顶（底）端偏转，经过一段时间后电子在磁场中受到的洛伦兹力将与偏转后移动到铝块一端的电子产生的排斥力达到平衡（霍尔定律），电子将水平运动不再向铝块两端偏转，铝块上下两端的电压将为某一固定值。处理器将电压表，电流表的数值读取出来发送给程序片进行计算，计算结果同样的返回处理器再由处理器发送给显示器，显示器上显示的数值即为n点的磁场强度。

将装置由n点处移动到更为靠近条形磁铁的m处，磁场强度b将会随位置的移动而增大，电子移动时受到的洛伦兹力增加，电子水平运动所需要的平衡力也相应地增加，铝块上下两端所聚集的电子也相应增加，电压处理器发送的电压将相应地增大，显示器显示的数值也会增大。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。