一種磁鐵極性識別裝置的製作方法
2023-06-13 00:46:01 1
專利名稱：一種磁鐵極性識別裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子測量技術領域，涉及磁鐵極性識別。
技術背景在粒子加速器運行之前，需要知道加速器各種二極鐵，四極鐵，六 極鐵的極性，以判別磁鐵電源是否接錯。常根據特斯拉計的正負信號來 判別磁鐵每一個極頭的極性，每次都要帶著較大的儀器設備，在狹小的 測量區域時就會很不方便。有時會對正負信號的區分產生混淆，從而造 成差錯。實用新型內容為了解決現有技術的問題，本實用新型的目的是滿足對加速器磁鐵 極性識別的需要，為此，本實用新型提供一種使用方便的磁鐵極性識別 裝置。為了實現上述目的，本實用新型提供的一種磁鐵極性識別裝置包括: 一殼體，在殼體內有一電路板，在電路板上有一磁敏感元件，其正極端通過開關、第一電阻與電池組的正極相連； 其負極端與電池組的負極相連，電池組為其提供工作電壓；磁敏感元件的正極端與輸出端之間並聯有識別磁鐵極性的第I支路；磁敏感元件的輸出端與負極端之間並聯有識別磁鐵極性的第II支 路，識別磁鐵極性的第II支路輸出端與電池組的負極相連。根據本實用新型的實施例，所述識別磁鐵極性的第I支路包括磁 敏感元件的正極端與輸出端之間依次連接有第一二極體、第二二極體、 第一發光二極體，用於使輸出端的電壓隨著被檢測磁場的變化而變化， 從而使第一二極體、第二二極體，第一發光二極體導通。
根據本實用新型的實施例，所述識別磁鐵極性第II支路包括磁敏 感元件的輸出端與負極間依次連接有第三二極體、第四二極體和第二發 光二極體；磁敏感元件的輸出端分別與第三二極體的正極端和第I支路 中的第一發光二極體的負極端連接，用於使磁敏感元件輸出端的電壓隨 著被檢測磁場變化而變化，從而使第三二極體、第四二極體、第二發光 二極體導通。根據本實用新型的實施例，殼體採用筒狀結構，在殼體的前端安放 有磁敏感元件。根據本實用新型的實施例，在殼體的中段開有三個孔，分別用於露 出第一發光二極體、第二發光二極體和開關按鈕，分別用來顯示所識別 的磁鐵極性和控制電路的通斷。根據本實用新型的實施例，第一發光二極體，第二發光二極體採用不同顏色，用於顯示區別所識別磁鐵的N極或者S極。根據本實用新型的實施例，第I支路包括第二電阻一端與第一發 光二極體的正極端串聯連接，另一端與磁敏感元件的正極端連接，第一 發光二極體的負極端與磁敏感元件的輸出端和第II支路的第三電阻連 接。根據本實用新型的實施例，第II支路包括第三電阻的一端與第二 發光二極體的正極端連接，第三電阻的另一端與磁敏感元件的輸出端及 第I支路的第一發光二極體的負極端連接，第二發光二極體的負極端與 磁敏感元件的負極端及電池組的負極端連接。本實用新型的裝置與現有技術區別是採用了三管腳單輸出磁敏感元 件，共有兩個識別支路，它們共用一個輸出端，通過二極體和發光二極 管的分壓方式，在有外磁場驅動下分別使兩個支路導通或關斷。與現有技術相比，本實用新型的優點在於1、採用單輸出磁敏感元件，當外磁場靠近或外磁場極性變化時，磁 敏感元件輸出端的電位隨外界磁場的變化而變化，通過二極體和發光二 極管的分壓使兩支路在不同極性的磁場下處於導通和關斷，從而達到識 別磁鐵極性的目的；本裝置是利用霍爾效應開發的，結構簡單，使用攜 帶方便，很好地利用了在不同磁鐵極性下磁敏感元件所輸出電壓的差異。 2、 採用筒狀結構，可使磁敏感元件易於安放在筒狀結構的前端，採 用不同顏色的發光二極體分別代表所識別的N極或S極，使用起來直觀 方便；3、 本實用新型結構合理，容易生產，成本低，所有電子元器件都可以在市場上買到。本實用新型適合在加速器磁鐵極性識別和永磁材料的 生產中。本實用新型磁鐵極性識別裝置，可用來測量加速器磁鐵中的二極磁 鐵、四極磁鐵、螺線管磁鐵和永久磁鐵的極性，從而幫助判別磁鐵電源 是否接錯及永磁塊是否安裝錯誤。它不僅用來判斷加速器磁鐵的極性， 同時在永久磁鐵、電聲器件、永久磁鐵玩具等的生產和裝配中有著廣泛 的應用。
圖1為磁鐵極性識別裝置的外觀示意圖。圖2為磁鐵極性識別裝置內部元器件結構布置圖。圖3為磁鐵極性識別裝置的利用二極體分壓的結構原理圖。圖4為磁鐵極性識別裝置的利用電阻分壓的結構原理圖。
具體實施方式
以下通過附圖實例對本實用新型做進一步的描述。 本磁鐵極性識別裝置中的核心電子元件為磁敏感元件，採用的是霍 爾元件。如圖1磁鐵極性識別裝置的外觀示意圖、圖2磁鐵極性識別裝置內 部元器件結構圖所示，本磁鐵極性識別裝置主要包括磁敏感元件HG1、 第一電阻R1、開關S1、電池組E、第一二極體D1、第二二極體D2、第 一發光二極體VL1、第三二極體D3、第四二極體D4、第一發光二極體 VL2、線路板X和殼體K。本實用新型將磁敏感元件HG1安放殼體K的前端，磁敏感元件HG1 的正極端通過第一電阻Rl和開關Sl接電池組E的正極，磁敏感元件 HG1負極接電池組E的負極，在磁敏感元件HG1的正極端和輸出端之
間並聯有兩個二極體Dl、 D2和一個發光二極體VL1所組成的第---識別 支路，同時在磁敏感元件HG1的輸出端和電源負極間也並聯有兩個二極 管D3、 D4和一個發光二極體VL2所組成的第二識別支路。發光二極體 VL1， VL2採用不同的顏色以區別所識別的是磁鐵的N極或是S極。殼體K中段開了三個小孔，用來安放兩個發光二極體VL1、 VL2和 一個開關Sl，以用來顯示所識別的磁鐵極性及控制電路的通斷。本識別裝置的殼體K採用筒狀結構，內有磁敏感元件HG1，在磁敏 感元件HG1的輸出端分別接有兩個支路一個支路I是由第一二極體Dl、第二二極體D2和第一發光二極體 VL1組成的支路；另一個支路是由第一三極體D3、第四二極體D4和第 二發光二極體VL2組成的支路。在筒狀殼體K的前端安放有磁敏感元件HG1 ，筒狀結構中段的線路 板X上有第一電阻R1，開關S1，第一二極體D1、第二二極體D2、第 三二極體D3、第四二極體D4，第一發光二極體VL1和第一發光二極體VL2;殼體K中段上開有三個小孔，分別用於放置第一發光二極體VL1 和第一發光二極體VL2和開關S]，並使它們露出殼體K，用來觀察和 操作的方便。在小孔的旁邊分別寫有N和S，用以幫助識別所測量磁鐵 的極性。殼體K的後部為電池筒，內部有紐扣電池組E1。殼體K內部有電路板X，磁敏感元件HG1位於線路板X的最前端， 磁敏感元件HG1的正極通過第一電阻R1和開關S1接電池組E的正極， 磁敏感元件HG1的負極接電池組E的負極。實施例1本實用新型識別裝置所用磁敏感元件HG1採用霍爾元件為三管腳 結構， 一個輸出端；所用到的電阻、二極體和發光二極體均釆用常用的 元器件。如圖3磁鐵極性識別裝置的利用二極體分壓的電子結構原理圖所 示，霍爾元件HG1的正極通過第一電阻R1和開關S1接電池組的正極， 霍爾元件HG1的負極接電池組E的負極，霍爾元件HG1的輸出端分別 通過第一二極體D1、第二二極體D2，第一發光二極體VL1所組成的回 路I接霍爾元件HG1的正極，由第三極體D3、第四極管D4，發光二極 管VL2所組成的迴路II接霍爾元件HG1的負極。當識別裝置靠近磁鐵 不同磁極時，霍爾元件HG1的輸出端的電壓有所增加或降低，從而可使 迴路I中的第一二極體Dl 、第二二極體D2，第一發光二極體VL1導通， 或者使迴路II中的第一二極體D3、第二二極體D4，第二發光二極體 VL2導通，通過選擇不同顏色的發光二極體可使磁鐵的極性得到識別。其工作原理是將開關Sl閉合時，如果磁鐵極性識別裝置的前端 接近磁鐵的N極時，霍爾元件HG1輸出端電位下降，迴路I導通，第一 發光二極體VL1點亮，極性識別裝置指示為"N"極；當接近S極時， 霍爾元件HG1輸出端電位上升，迴路II導通，第二發光二極體VL2點 亮，極性識別裝置指示為"S"極。無磁場時，即使開關S1閉合，兩回 路中的二極體皆截止，所以第一發光二極體VL1和第二發光二極體VL2 都不亮。實施例2與實例1相似，如圖4磁鐵極性識別裝置的利用電阻分壓的電子結 構原理圖所示，即將圖3中的第一二極體D1和第二二極體D2替換成第 二電阻R2，將第三二極體D3和第四二極體D4替換成第三電阻R3，實 施例2仍然能夠實現實施例1的功能。如果只進行部分替換，如用R2 替換D1，用R3替換D3等，但要對所選電阻R2和R3的參數進行適當 調整，仍然可以實現以上磁鐵極性識別的功能。第一發光二極體VL1和 第二發光二極體VL2也可以選用雙色發光二極體。其電路原理如圖4所示，霍爾元件HG1的正極通過第一電阻R1和 開關S1接電池組E的正極，霍爾元件HG1的負極接電池組E的負極， 在霍爾元件HG1的輸出端通過第二電阻R2、第一發光二極體VL1所組 成的支路I接霍爾元件HG1的正極，另外通過第三電阻R3，第二發光 二極體VL2所組成的支路II接霍爾元件HG1的負極。當識別裝置靠近 磁鐵不同磁極時，霍爾元件HG1輸出端的電壓分別有所增加或降低，從 而可使兩支路中的第一發光二極體VL1或第二發光二極體VL2導通。
其工作原理是將開關Sl閉合時，如果磁鐵極性識別裝置的前端 接近磁鐵的N極時，霍爾元件HG1輸出端電位下降，迴路I導通，第一發光二極體VL1點亮，極性識別裝置指示為"N"極；當接近S極時， 霍爾輸出端電位上升，迴路II導通，第二發光二極體VL2點亮，極性識 別裝置指示為"S"極。無磁場時，S]使開關S1閉合，兩迴路中的二極 管皆截止，所以發光二極體都不亮。以上所述，僅為本實用新型中的具體實施方式
，但本實用新型的保 護範圍並不局限於此，任何熟悉該技術的人在本實用新型所揭露的技術 範圍內，可理解想到的變換或替換，都應涵蓋在本實用新型的包含範圍 之內，因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求1、一種磁鐵極性識別裝置，其特徵在於包括一殼體，在殼體內有一電路板，在電路板上有一磁敏感元件的正極端通過開關、第一電阻與電池組的正極相連；磁敏感元件的負極與電池組的負極相連，電池組為磁敏感元件提供工作電壓；磁敏感元件的正極端與輸出端之間有識別磁鐵極性的第I支路；磁敏感元件的輸出端與負極端之間有識別磁鐵極性的第II支路，識別磁鐵極性第II支路輸出端與電池組E的負極相連。
2、 根據權利要求1所述的磁鐵極性識別裝置，其特徵在於 所述識別磁鐵極性第I支路包括磁敏感元件的正極端與輸出端之間串連相接有第一二極體、第二二極體、第一發光二極體，用於使磁敏 感元件輸出端的電壓隨著被檢測磁場的變化而變化，從而使第一二極體、 第二二極體，第一發光二極體導通。
3、 根據權利要求1所述的磁鐵極性識別裝置，其特徵在於 所述識別磁鐵極性第II支路還包括磁敏感元件的輸出端與負極間連接有第三二極體、第四二極體、第二發光二極體；磁敏感元件的輸出 端分別與第三二極體的正極端及第I支路中第一發光二極體的負極端連 接，用於使磁敏感元件輸出端的電壓隨著被檢測磁場變化而變化，從而 使第三二極體、第四二極體，第二發光二極體導通。
4、 根據權利要求1所述的磁鐵極性識別裝置，其特徵在於殼體採用筒狀結構，在殼體內的前端安放磁敏感元件。
5、 根據權利要求l述的磁鐵極性識別裝置，其特徵在於 在殼體的中段開有三個孔，分別用於露出第一發光二極體、第二發光二極體和開關按鈕，分別用來顯示所識別的磁鐵極性和控制電路的通斷。
6、 根據權利要求2所述的磁鐵極性識別裝置，其特徵在於 第一發光二極體，第二發光二極體採用不同顏色，用於顯示區別所識別磁鐵的N極或者S極。
專利摘要本實用新型公開一種磁鐵極性識別裝置，在殼體的前端安放磁敏感元件，磁敏感元件的正極通過開關、電阻分別接電池的正極，其負極接電源的負極。在磁敏感元件的輸出端分別接有兩個支路，一個支路通過兩個二極體和一個發光二極體接磁敏感元件的正極，另一個支路通過另外兩個二極體和一個發光二極體接磁敏感元件的負極。開關閉合時，磁敏感元件接入迴路，當有外界磁場接近時，磁敏感元件輸出端的電位將發生變化，使其中一個支路的二極體和發光二極體導通點亮，使磁鐵的極性得到識別。本裝置是利用霍爾效應，充分利用了在不同磁鐵極性下磁敏感元件所產生電壓的差異，結構簡單，使用攜帶方便，適合在加速器磁鐵及其它磁鐵相關領域中得到應用。
文檔編號G01R33/00GK201051136SQ20062016745
公開日2008年4月23日 申請日期2006年12月13日 優先權日2006年12月13日
發明者彭全嶺 申請人:中國科學院高能物理研究所