电磁环境下动生电动势的智能检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电磁环境下动生电动势的智能检测系统，其特征在于该检测系统包括动生电动势产生部分、五引脚的SPDT继电器、倒相器和精密峰值电压表，动生电动势产生部分的一端与五引脚的SPDT继电器、倒相器和精密峰值电压表依次连接；动生电动势产生部分的另一端直接与精密峰值电压表连接；所述动生电动势产生部分包括单片机控制处理模块、电机驱动模块、显示模块、键盘输入单元、矩形线圈、线路检测模块和电机，矩形线圈与电机相连，电机输出端同时接键盘输入单元和线路检测模块，键盘输入单元和线路检测模块又分别与单片机控制处理模块相应输入端口连接，单片机控制处理模块输出端同时接显示模块和电机驱动模块。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电磁学
，适用于动生电动势大小的测量，具体地说是电磁环境下动生电动势的智能检测系统。
技术介绍
电磁感应现象是电磁学的核心问题，几乎贯穿了电磁学的所有知识点。导体在磁场中运动会产生电动势，即动生电动势，其大小为E = BLv，与磁场的大小及运动速度的大小成正比。随着电的广泛应用，测量电磁感应现象产生的动生电动势对电磁测量，电工技术及电子技术方面具有很大的意义。申请号为201220111449.1的中国专利公开了一种动生电动势测定仪，该测定仪的测量范围较窄，只能测量几十伏的动生电动势，且线圈运动过程中的速度不能直接显示，测得的结果不够直观明了 ；在第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集中童培雄，赵在忠等人发表的动生电动势的测量一文中还提到一种导体在匀强磁场中平动产生动生电动势的测量仪器，这种仪器不仅不能直观的显示导体的运动速度，还不能完整的测量导体正反向运动产生的动生电动势，测量过程比较麻烦且测量结果误差大，精度低。随着磁感应现象的普遍应用，对动生电动势的测量装置的测量精度的要求不断提高，并且希望设计一种测量过程自动化的装置。因此对电磁环境下动生电动势的智能检测系统有着迫切的需求。
技术实现思路
针对现有装置的不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种电磁环境下动生电动势的智能检测系统。该检测系统克服了现有技术测量误差大和精度低的缺点，实现了智能化测量，并且可以测量小到几十毫伏的动生电动势，测量范围较大，由于该检测系统内设有倒相器和五引脚的SPDT继电器，故不管线圈正向、反向运动都可以将动生电动势完整地测量出来，不会发生漏测；且矩形线圈的运动速度完全实现自动化控制，并且由数码管直接显示，达到直观明了的效果，整个检测系统的测量误差小，测量精度高。本技术解决该技术问题采用的技术方案是:提供一种电磁环境下动生电动势的智能检测系统，其特征在于该检测系统包括动生电动势产生部分、五引脚的SPDT继电器、倒相器和精密峰值电压表，动生电动势产生部分的一端与五引脚的SPDT继电器、倒相器和精密峰值电压表依次连接；动生电动势产生部分的另一端直接与精密峰值电压表连接;所述动生电动势产生部分包括单片机控制处理模块、电机驱动模块、显示模块、键盘输入单元、矩形线圈、线路检测模块和电机，矩形线圈与电机相连，电机输出端同时接键盘输入单元和线路检测模块，键盘输入单元和线路检测模块又分别与单片机控制处理模块相应输入端口连接，单片机控制处理模块输出端同时接显示模块和电机驱动模块；单片机控制处理模块控制电机运动，矩形线圈固定在电机所在的小车上，矩形线圈随小车在电磁环境下作往返运动，产生动生电动势。上述的电磁环境下动生电动势的智能检测系统，所述精密峰值电压表包括二极管整流电路、运算放大器和电容滤波电路，并由磁电系电压表显示电压。上述的电磁环境下动生电动势的智能检测系统，所述单片机控制处理模块采用89C52单片机，所述电机驱动模块包括大功率晶体管构成的桥式电路；所述线路检测模块包括30u31光敏二极管、9013型三极管、发光管。上述的电磁环境下动生电动势的智能检测系统，所述显示模块采用数码管。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术克服了现有技术测量误差大和精度低的缺点，实现了智能化测量，具有显著的进步性，具体体现在以下方面:(I)动生电动势的产生完全由单片机控制处理模块控制，通过单片机控制处理模块对送入的脉冲信号进行检测分析，自动控制电机正向、反向、停止等动作。矩形线圈运动速度可以通过调节单片机控制处理模块产生的占空比可变脉冲信号，调节脉冲宽度对电机进行电压控制从而实现平滑无极变速，避免了由手工操作所引起的误差，可以准确快速的获得所需要的动生电动势。 (2)加入倒相器后可以将矩形线圈整个往复运动的动生电动势通过精密峰值电压表测量出来，不会发生漏测。(3) 一般动生电动势为10mV左右，远远小于二极管的死区电压，所以一般的峰值表无法使用。而本申请所用的精密峰值电压表可以测量小到几十毫伏的峰值电压，能够有效地克服简易峰值电压表因二极管压降所造成的非线性误差。(4)本装置结构简单，测试过程方便，成本较低，所用到的元器件也都是易于得到的，故可行性很高，并且还可以用于物理实验。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术电磁环境下动生电动势的智能检测系统的整体的结构框图。图2是本技术电磁环境下动生电动势的智能检测系统的动生电动势产生部分I的结构框图。图3是本技术电磁环境下动生电动势的智能检测系统的总体电路原理图。图4是本技术电磁环境下动生电动势的智能检测系统的电机驱动模块102的电路原理图。图5是本技术电磁环境下动生电动势的智能检测系统的线路检测模块107的电路原理图。图中，1-动生电动势产生部分、2-五引脚的SPDT继电器、3-倒相器、4_精密峰值电压表；101-单片机控制处理模块、102-电机驱动模块、103-显示模块、104-键盘输入单兀、105-矩形线圈、106-电机、107-线路检测t旲块。【具体实施方式】本技术电磁环境下动生电动势的智能检测系统(简称检测系统，参见图1-2)包括动生电动势产生部分1、五引脚的SPDT继电器2、倒相器3和精密峰值电压表4，动生电动势产生部分I的一端与五引脚的SPDT继电器2、倒相器3和精密峰值电压表4依次连接；动生电动势产生部分I的另一端直接与精密峰值电压表4连接；所述动生电动势产生部分I包括单片机控制处理模块101、电机驱动模块102、显示模块103、键盘输入单元104、矩形线圈105、线路检测模块107和电机106，矩形线圈105与电机106相连，电机输出端同时接键盘输入单元104和线路检测模块107，键盘输入单元104和线路检测模块107又分别与单片机控制处理模块101相应输入端口连接，单片机控制处理模块101输出端同时接显示模块103和电机驱动模块102 ;单片机控制处理模块101控制电机106运动，矩形线圈105固定在电机所在的小车上，矩形线圈105随小车在电磁环境下作往返运动，产生动生电动势。所述电机驱动模块102，即大功率晶体管构成的桥式电路，通过单片机控制处理模块101的高低电平信号控制电机的正反转即矩形线圈的正向、反向运动。当在单片机控制处理模块101中输入00时，电机为截止状态，当单片机控制处理模块101输入01时，电机为正转，当单片机控制处理模块101输入10时，电机为反转，但不能高电平同时输入，即不能输入11，其中I代表高电平，O代表低电平，电机的转速通过通过调节单片机控制处理当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
电磁环境下动生电动势的智能检测系统，其特征在于该检测系统包括动生电动势产生部分、五引脚的SPDT继电器、倒相器和精密峰值电压表，动生电动势产生部分的一端与五引脚的SPDT继电器、倒相器和精密峰值电压表依次连接；动生电动势产生部分的另一端直接与精密峰值电压表连接；所述动生电动势产生部分包括单片机控制处理模块、电机驱动模块、显示模块、键盘输入单元、矩形线圈、线路检测模块和电机，矩形线圈与电机相连，电机输出端同时接键盘输入单元和线路检测模块，键盘输入单元和线路检测模块又分别与单片机控制处理模块相应输入端口连接，单片机控制处理模块输出端同时接显示模块和电机驱动模块；单片机控制处理模块控制电机运动，矩形线圈固定在电机所在的小车上，矩形线圈随小车在电磁环境下作往返运动，产生动生电动势。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：靳佩佩，赵全明，张韬，吕聪敏，贾丽璇，李玲玲，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12