高斯計的應用及顯示方案
高斯計又稱為毫特斯拉計,是測量物體于空間上***個點的靜態(tài)或動態(tài)(交流)磁感應強度的儀器,可用于測量直流磁場、交流磁場、輻射、磁場、剩磁、 地球磁場等等各類磁場的磁感應強度,是磁性測量領域中用途廣泛的測量儀器之***,用于測量和顯示單位面積平均磁通密度或磁感應強度。由霍爾傳感器(精度更高可選擇磁通門傳感器),經(jīng)過物體磁力線穿過產(chǎn)生電流電壓,主設備上面顯示磁感應強度。
高斯計是根據(jù)霍爾效應原理制成的測量磁感應強度的儀器,它由霍爾探頭和測量儀表構成。霍爾探頭在磁場中因霍爾效應而產(chǎn)生霍爾電壓,測出霍爾電壓后根據(jù)霍爾電壓公式和已知的霍爾系數(shù)可確定磁感應強度的大小。
電磁場是電場與磁場的合稱。我們***般所稱的“場”指的是空間中的***個區(qū)域,進入這個區(qū)域的物體都會感受到力的作用,例如我們生活在地球的重力場中,也生活在地磁的磁場中,閃電時我們更籠罩在強大的電場中。而且生活中常常也會發(fā)現(xiàn)電場的存在,例如冬季脫毛衣發(fā)生的爆烈聲,接觸門的把手有觸電感覺,這些都是因摩擦而產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象。在電力使用中,只要有電壓存在,電線或電器設備周圍就會有電場。電場***般是以千伏特/米(kV/m)作單位。將磁鐵置于紙板下,撒鐵粉在紙板上,就會發(fā)現(xiàn)磁鐵兩端之間產(chǎn)生相連的幾圈條紋,這就是磁場。在電力使用中,只要有電流通過,導線的周圍也會產(chǎn)生磁場。
顯示磁場讀數(shù)是高斯計基本的功能。為使測量者獲知讀數(shù),通常采用3種顯示方案,即指針表頭、數(shù)字表頭和微處理器控制。
1.指針表頭
指針表頭將電流轉化為指針在表盤中的偏轉位置,是古老的讀數(shù)顯示方案,通常可提供5%的有效讀數(shù)分辨準確度。即使指針位置不存在誤差,測量者相對表盤的角度和估算經(jīng)驗也將顯著提高讀出誤差,并且讀數(shù)速率很低。
2.數(shù)字表頭
數(shù)字表頭是針對指針表頭讀出誤差問題的改進方案。數(shù)字表頭內(nèi)部集成ADC,將電壓轉換為數(shù)字量,并通過數(shù)碼管或段式液晶顯示為數(shù)字讀數(shù),從而為測量者提供直觀的讀數(shù)。數(shù)字表頭具有固定的讀數(shù)速率,并且無法外部控制。
3.微處理器表
指針表頭和數(shù)字表頭均只能顯示磁場讀數(shù),而無法提供更多的測量信息。現(xiàn)代測量不僅需要可顯示的讀數(shù),還需要更多的功能。自動化測量至少需要高斯計與計算機之間的通訊接口,從而使計算機通過抗干擾的數(shù)字方式獲取讀數(shù)。
很多情況下,例如調整探頭位置等必須人工參與的環(huán)節(jié),與測量值共同顯示的大值將提供足夠的便利。然而,數(shù)字表頭通常單行顯示,無足夠顯示空間。更有高速自動測量要求嚴格的測量實時性,即于某***時刻在同步觸發(fā)信號觸發(fā)多臺儀器同步測量多個參數(shù)在此時刻的量值。數(shù)字表頭的測量起始時刻點由表頭內(nèi)部電路決定,無法控制,因此只能得到***段時間內(nèi)的平均值,而非某***時刻的準確測量值,無法適應高速測量要求。
磁場讀數(shù)之外的功能已成為高斯計不可或缺的組成部分,而使用表頭的產(chǎn)品由于過于簡單的結構愈發(fā)無法適應現(xiàn)代測量要求。使用內(nèi)部微處理器的高斯計成為主流。