一種磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常用的測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法主要包括:電流天平法、力平衡法、動(dòng)力學(xué)法、功能關(guān)系法、磁偏轉(zhuǎn)法、霍爾效應(yīng)法、電磁感應(yīng)法等。其中，最常用、最成熟的方法為霍爾效應(yīng)法。運(yùn)用霍爾效應(yīng)法制成的磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器常被稱為特斯拉計(jì)或者高斯計(jì)。這種磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器精度能夠滿足使用要求，但是魯棒性不強(qiáng)，受到?jīng)_擊時(shí)，霍爾探頭極易損壞，一旦霍爾探頭有磕碰或者振動(dòng)，就會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量的精度，需要返廠比照標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)進(jìn)行校正。因此霍爾探頭在使用時(shí)的工況要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題:現(xiàn)有的磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器魯棒性不強(qiáng)、不耐沖擊振動(dòng)、使用工況要求高的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器，該傳感器包括:弱磁鐵，磁性液體，磁場(chǎng)探頭，相位式光感位移傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，顯示器。
[0006]該傳感器各部分之間的連接:
[0007]將弱磁鐵固定于磁場(chǎng)探頭的圓弧形底面中心處，然后向磁場(chǎng)探頭的圓弧形底面注入磁性液體，弱磁鐵用于吸附磁性液體，使磁性液體始終位于磁場(chǎng)探頭的圓弧形底面中心處。然后在磁場(chǎng)探頭的上部正對(duì)磁性液體處安裝相位式光感位移傳感器，相位式光感位移傳感器的光源正對(duì)磁性液體，然后依次連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器和顯示器。
[0008]初始狀態(tài)未施加外加磁場(chǎng)時(shí)，此時(shí)磁性液體在弱磁鐵和磁場(chǎng)探頭圓弧底面的共同作用下位于磁場(chǎng)探頭的底部中心處，此時(shí)輸出信號(hào)為零；當(dāng)施加外加磁場(chǎng)后，磁性液體表面產(chǎn)生尖峰，通過(guò)控制磁性液體的用量，使得磁性液體在外加磁場(chǎng)的作用下能夠保持單峰狀態(tài)，這樣磁性液體尖峰的頂部與相位式光感位移傳感器的光源之間的距離減小，相位式光感位移傳感器將兩者間距離信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，電壓信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)在顯示器上顯示出來(lái)。外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，磁性液體尖峰的高度越高，磁性液體尖峰的頂部與相位式光感位移傳感器的光源之間的距離越小，輸出的電壓信號(hào)就越大。在一定范圍內(nèi)，輸入的磁場(chǎng)強(qiáng)度和輸出的電壓信號(hào)之間有很好的線性關(guān)系，能夠滿足工程應(yīng)用的需求。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
[0010]本發(fā)明中，所使用的磁場(chǎng)探頭魯棒性極佳，磁場(chǎng)探頭的圓弧底面以及位于底面的弱磁鐵給磁性液體提供了很好的回復(fù)力，因此外部的沖擊、磕碰不會(huì)對(duì)磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器的測(cè)量精度產(chǎn)生影響，因此該磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器相比于傳統(tǒng)傳感器對(duì)工況的要求低，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ] 圖1 一種磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器初始狀態(tài)圖。
[0012]圖中:弱磁鐵I，磁性液體2，磁場(chǎng)探頭3，相位式光感位移傳感器4，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5，顯不器6。
[0013]圖2 —種磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器工作狀態(tài)圖。
[0014]圖中:弱磁鐵I，磁性液體2，磁場(chǎng)探頭3，相位式光感位移傳感器4，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5，顯不器6。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以附圖1和附圖2為【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0016]一種磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器，該傳感器包括:弱磁鐵1，磁性液體2，磁場(chǎng)探頭3，相位式光感位移傳感器4，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5，顯示器6。
[0017]該傳感器各部分之間的連接:
[0018]將弱磁鐵I固定于磁場(chǎng)探頭3的圓弧形底面中心處，然后向磁場(chǎng)探頭3的圓弧形底面注入磁性液體2，弱磁鐵I用于吸附磁性液體2，使磁性液體2始終位于磁場(chǎng)探頭3的圓弧形底面中心處。然后在磁場(chǎng)探頭3的上部正對(duì)磁性液體2處安裝相位式光感位移傳感器4，相位式光感位移傳感器4的光源正對(duì)磁性液體2，然后依次連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器5和顯示器6ο
[0019]初始狀態(tài)未施加外加磁場(chǎng)時(shí)，此時(shí)磁性液體2在弱磁鐵I和磁場(chǎng)探頭3圓弧底面的共同作用下位于磁場(chǎng)探頭3的底部中心處，輸出信號(hào)為零，如圖1所示；當(dāng)施加外加磁場(chǎng)后，磁性液體2表面產(chǎn)生尖峰，通過(guò)控制磁性液體2的用量，使得磁性液體2在外加磁場(chǎng)的作用下能夠保持單峰狀態(tài)，如圖2所示，這樣磁性液體2尖峰的頂部與相位式光感位移傳感器4的光源之間的距離減小，相位式光感位移傳感器4將兩者間距離信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，電壓信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)在顯示器6上顯示出來(lái)。外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，磁性液體2尖峰的高度越高，磁性液體2尖峰的頂部與相位式光感位移傳感器4的光源之間的距離越小，輸出的電壓信號(hào)就越大。在一定范圍內(nèi)，輸入的磁場(chǎng)強(qiáng)度和輸出的電壓信號(hào)之間有很好的線性關(guān)系，能夠滿足工程應(yīng)用的需求。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]本發(fā)明中，所使用的磁場(chǎng)探頭3魯棒性極佳，磁場(chǎng)探頭3的圓弧底面以及位于底面的弱磁鐵I給磁性液體2提供了很好的回復(fù)力，因此外部的沖擊、磕碰不會(huì)對(duì)磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器的測(cè)量精度產(chǎn)生影響，因此該磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器相比于傳統(tǒng)傳感器對(duì)工況的要求低，應(yīng)用范圍廣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器，其特征是:包括弱磁鐵(I)，磁性液體(2)，磁場(chǎng)探頭(3)，相位式光感位移傳感器(4)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)，顯示器(6)等六部分，弱磁鐵⑴固定于磁場(chǎng)探頭(3)的圓弧形底面中心處，然后向磁場(chǎng)探頭(3)的圓弧形底面注入磁性液體(2)，弱磁鐵(I)用于吸附磁性液體(2)，使磁性液體(2)始終位于磁場(chǎng)探頭(3)的圓弧形底面中心處，然后在磁場(chǎng)探頭(3)的上部正對(duì)磁性液體(2)處安裝相位式光感位移傳感器(4)，相位式光感位移傳感器(4)的光源正對(duì)磁性液體(2)，然后依次連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)和顯示器(6);初始狀態(tài)未施加外加磁場(chǎng)時(shí)，此時(shí)磁性液體(2)在弱磁鐵(I)和磁場(chǎng)探頭(3)圓弧底面的共同作用下位于磁場(chǎng)探頭(3)的底部中心處，輸出信號(hào)為零；當(dāng)施加外加磁場(chǎng)后，磁性液體(2)表面會(huì)產(chǎn)生尖峰，外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，磁性液體(2)尖峰的高度越高，磁性液體⑵尖峰的頂部與相位式光感位移傳感器⑷的光源之間的距離越小，輸出的電壓信號(hào)越大，電壓信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)在顯示器(6)上顯示出來(lái)。
【專利摘要】一種磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器，適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量。該傳感器包括：弱磁鐵(1)，磁性液體(2)，磁場(chǎng)探頭(3)，相位式光感位移傳感器(4)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)，顯示器(6)。初始狀態(tài)時(shí)，磁性液體(2)在弱磁鐵(1)作用下位于磁場(chǎng)探頭(3)的底部中心處；施加磁場(chǎng)后，磁性液體(2)表面產(chǎn)生尖峰，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，磁性液體(2)尖峰的高度越高，磁性液體(2)尖峰的頂部與相位式光感位移傳感器(4)光源之間的距離越小，輸出的電壓信號(hào)越大。在一定范圍內(nèi)，輸入的磁場(chǎng)強(qiáng)度和輸出的電壓信號(hào)之間有很好的線性關(guān)系，能夠滿足工程應(yīng)用的需求。該磁性液體磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器相比于傳統(tǒng)傳感器對(duì)工況要求低，耐沖擊振動(dòng)，應(yīng)用范圍廣。
【IPC分類】G01R33-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104765007
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510191836
【發(fā)明人】李德才, 謝君
【申請(qǐng)人】北京交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日