[其他]多用特斯拉计

说明书

发明名称：多用特斯拉计

所属技术领域：磁测量

发明的目的、用途：

在工业、医疗等领域中广泛使用的磁场有恒定磁场、脉冲磁场、交变磁场和旋转磁场。目前常用的磁测量仪表有冲击检统计、特斯拉计等，这些仅适用于磁性材料静态参数和恒定磁场的测量，目前还没有测量脉冲磁场、交变磁场和旋转磁场的仪表『1-5』。本发明的目的和用途在于，解决脉冲磁场、交变磁场和旋转磁场测量的问题，使普通特斯拉计（原名高斯计）具有多种功能。

发明的原理和内容

恒定、脉冲和交变磁场的测量。

普通的特斯拉计测量恒定磁场的原理是，把磁转换为电信号后在电表上显示出来。交变磁场和脉冲磁场测量的原理同样如此。但是，测量仪表中的指针、游丝弹簧等都有惯性，使仪表不能反映瞬时转矩的变化『6』。这就是直流电测仪表不能测量交流和脉冲电信号的原因，也是普通特斯拉计不能测量交变和脉冲磁场的原因。欲测量交变或脉冲磁场，应首先把交变或脉冲磁场转化为交变和脉冲电信号，然后把交变或脉冲电信号转化为直流电信号并从电表上显示出来。本发明中的磁电转换元件仍用霍尔元件，因霍尔元件不仅可以测恒定磁场，也可以测交变磁场『7-8』，频率特性等于或小于10千赫兹『9』。霍尔元件既然可以测交变磁场，当然也可以测脉冲磁场，因交变和脉冲都是按某种规律变化的信号：两者的区别是，前者有周期性的方向变化，后者却无。本发明利用峰值检波器『10-11』，把交变或脉冲电信号转化为直流电信号，从而完成交变或脉冲磁场的测量。峰值检波器的特点是，被测线路（即输入端）只要提供极小的电流，就可保持电容器充电到交变或脉冲的峰值『10-11』，故可测出交变或脉冲磁场的峰值。

峰值检波器示意图见附图2。

关于附图2的说明：

1、a、b端为输入端，c、d端为输出端。当交变或脉冲输入时，电容器通过二极管充电到交变或脉冲的峰值，然后电表电路对电容器电压做出响应。峰值检波器输出端接放大器的高阻抗输入端，电容很缓慢地放电，故峰值检波器的输入端只要提供极小的电流，就能保持电容充电到交变或脉冲峰值。

2、当峰值检波器输入直流电压时，其输出仍为直流电压，故不影响对恒定磁场的测量，使特斯拉计具有测交变，脉冲和恒定磁场的多种功能。

实现本发明的最好方式：

在普通的特斯拉计线路『12』中增加峰值检波器即可。本发明原理还可用于霍尔效应测磁仪或其它的测磁仪表。

多用特斯拉计电原理图见附图1。

关于附图1的说明：

1、图中虚线内的线路是峰值检波器。S为清除按钮，以清除仪表上的原先读数，以保证第一次测量结果与第二次测量结果不相互影响。

2、多用特斯拉计的使用说明书中，应写明频率响应等于或小于10千赫兹。

3、普通特斯拉计测量恒定磁场时，由于霍尔探头在磁场中的方向不同，表头会出现反向输出即反向打表针的现象。这种现象在多用特斯拉计上不会出现，反向时表头几乎无输出显示。

对本发明的理解、审查、检索有参考作用的资料：

『1』『7』哈尔滨电工仪表研究所编：电测仪表，第77-97页;第95页。机械工业出版社，1987。

『2』宋后定等：永磁材料及其应用，第299-317页。机械工业出版社，1984。

『3』『10』王钰编译：电工仪器表和应用，目录页;第34-35页。上海科学技术出版社，1981。

『4』『11』美.B.M.奥利费等著，张伦等译：电子测量和仪器，目录页;第158页。科学出版社，1980。

『5』『6』林正馨：电工仪表和测量，目录页;63页。电力工业出版社，1982。

『8』赵华等：电磁学上册，第338页。人民教育出版社1980。

『9』徐仲辉：磁敏二极管及其应用;无线电，11：3，1985。

『12』上海第四电表厂：cT5型特斯拉计使用说明书，第17页。上海第四电表厂印。

本发明的优点：

现有的磁测量仪表不能测量交变磁场、脉冲磁场和旋转磁场本发明不仅解决了这些问题，而且不影响对恒定磁场的测量，具有测量恒定磁场、脉冲磁场、交变磁场和旋转磁场的多种功能。

旋转磁场的测量。

旋转磁场的测量指标有二项，一为磁感应强度，一为磁场旋转（或运动）的速度。利用峰值检波器可以测量出最大的磁感应强度，但却无法测出磁场的运动速度。处于旋转磁场中的导线被动地切割磁力线，该导线所产生的感应电动势e的大小，与导线在磁场中的有效长度L、导线与磁场的相对运动速度V和磁感应强度B成正比（见张南等：电工，第71页。中国铁道出版社，1983。当L、B固定时，●与V成正比关系，所以可以测出磁场（相对于导线）的运动速度。实际运用时，可在霍尔片的输出回路中串入一节固定长度的强度较大并便于插接）导线，以测量磁场的旋转（或运动）速度。为得到较高的感应电压，可用长矩形线圈代替直导线，该长矩形线圈的一端置于运动的磁场中，便可得到较高的感应电压。