一种测量长直螺线管自感系数的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种测量长直螺线管自感系数的装置，包括基台，及安装于基台上并用漆包线缠绕的方法制成的长直螺线管，以及设于长直螺线管轴端一侧的纵横向位置调节装置，所述纵横向位置调节装置由横向放置的第一游标卡尺与纵向放置的第二游标卡尺垂直黏结而成，在所述第一游标卡尺的可移动标尺上安装一磁感应强度传感器，磁感应强度传感器尾端连接有数据采集器，所述数据采集器与外部计算机相连；整个装置设计上为可活动、可调节、成套化，能较准确的测量到长直螺线管的电感系数；通过此种仪器能较精确地测量到长直螺线管的自感系数，能作为教学用具，辅助老师上课，为平时物理教学带来便利。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量长直螺线管自感系数的装置。
技术介绍
长直螺线管是个三维线圈，在物理学里，术语长直螺线管指的是多重卷绕的导线，卷绕内部可以是空心的，或者有一个金属芯。当有电流通过导线时，长直螺线管内部会产生均匀磁场。长直螺线管是很重要的元件，很多物理实验的正确操作需要有均匀磁场；长直螺线管也可以用为电磁铁或电感器，表示线圈产生自感能力的物理量，常用L来表示，简称自感或电感。长直螺线管的自感系数跟线圈的形状、长短、匝数以及是否有铁芯等因素有关。线圈面积越大、线圈越长、单位长度匝数越密，它的自感系数就越大。另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大的多。据了解，现在市场上和实验室里还没有一个精密的仪器来测长直螺线管的自感系数。传统的测量方法是用电桥法，但电桥法测自感系数的仪器装置没有成套化，精密度也不闻。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是通过能量法，提供一种装置来精确地测量长直螺线管的自感系数。选一个 通过长直螺线管轴线的平面，通过测量该平面上多个点处的磁感应强度并把求积分简化为求和来计算电感中的磁场能量，以此来计算长直螺线管的自感系数。本技术是通过以下技术方案来实现的:一种测量长直螺线管自感系数的装置，包括基台，及安装于基台上并用漆包线缠绕的方法制成的长直螺线管，以及设于长直螺线管轴端一侧的纵横向位置调节装置，所述纵横向位置调节装置由横向放置的第一游标卡尺与纵向放置的第二游标卡尺垂直黏结而成，在所述第一游标卡尺的可移动标尺上安装一磁感应强度传感器，磁感应强度传感器尾端连接有数据采集器，所述数据采集器与外部计算机相连。作为优选，所述长直螺线管一侧连接有两接线柱，接线柱连接外部的电阻箱和电流表供电。作为优选，所述磁感应强度传感器包括传感器探头，传感器探头沿长直螺线管轴线方向移动并探测。作为优选，所述第一游标卡尺与第二游标卡尺分别对应平行的一侧设有第一刻度尺与第二刻度尺。本技术测量长直螺线管自感系数的装置有益效果是:借用磁感应强度传感器采集数据，与计算机连接，给数据记录和处理带来的一定的方便，整个装置设计上为可活动、可调节、成套化，能较准确的测量到长直螺线管的电感系数；通过此种仪器能较精确地测量到长直螺线管的自感系数，能作为教学用具，辅助老师上课，为平时物理教学带来便利。附图说明为了易于说明，本技术由下述的具体实施例及附图作以详细描述。图1为本技术测量长直螺线管自感系数的装置的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种测量长直螺线管自感系数的装置，包括基台1，及安装于基台I上并用漆包线缠绕的方法制成的长直螺线管2，以及设于长直螺线管2轴端一侧的纵横向位置调节装置，此装置用来调节探针在长直螺线管2内的空间位置，从而可测量到不同位置的磁感应强度。计算时把长直螺线管2体积分解成大小不同的空心圆柱，然后乘以各自的磁感应强度的平方，然后累加起来乘以一定的系数就可算得长直螺线管2的自感系数。所述纵横向位置调节装置由横向放置的第一游标卡尺3与纵向放置的第二游标卡尺4垂直黏结而成，在所述第一游标卡尺3的可移动标尺5上安装一磁感应强度传感器6，可深入长直螺线管2内测量。磁感应强度传感器6尾端连接有数据采集器7，所述数据采集器7与外部计算机相连。采用漆包线缠绕的方法制作长直螺线管2，作为一个待测自感系数的长直螺线管，用磁感应强度传感器6来测量长直螺线管2某一位置的磁感应强度。其中，所述长直螺线管2 —侧连接有两接线柱8，接线柱8连接外部的电阻箱和电流表供电。所述磁感应强度传感器6包括传感器探头9，传感器探头9沿长直螺线管2轴线方向移动并探测。·所述第一游标卡尺3与第二游标卡尺4分别对应平行的一侧设有第一刻度尺10与第二刻度尺11。本装置的使用步骤如下:首先将磁感应强度传感器6与数据采集器7相连，数据采集器7再与计算机连接；再将长直螺线管2上的两个接线柱8连接电阻箱或电流表供电并预热两分钟；再打开计算机中传感器的相应软件，进行调零；移动纵横向位置调节装置，改变传感器探头9的位置，测量过圆心的一个截面上不同点磁感应强度。该装置的创新点是用能量法来测量长直螺线管的电感系数，给长直螺线管一通电，电能就有一部分转化为磁能，储存在长直螺线管中，其大小表示为1/2 ￡|2，同时，长直螺线管磁场能量也可以表示为$2/2的体积分,而这两个表示应该相等,于是可通过测量长直螺线管内部磁感应强度和流过的电流来算出自感系数，同时为了简便，这里我们把体积分简化为求和，计算时把长直螺线管的体积分割成大小不同的圆筒。由于可以通过测量长直长直螺线管的磁场分布，根据能量法的方式可以求出长直长直螺线管的自感系数。利用公式:权利要求1.一种测量长直螺线管自感系数的装置，其特征在于:包括基台，及安装于基台上并用漆包线缠绕的方法制成的长直螺线管，以及设于长直螺线管轴端一侧的纵横向位置调节装置，所述纵横向位置调节装置由横向放置的第一游标卡尺与纵向放置的第二游标卡尺垂直黏结而成，在所述第一游标卡尺的可移动标尺上安装一磁感应强度传感器，磁感应强度传感器尾端连接有数据采集器，所述数据采集器与外部计算机相连。2.根据权利要求1所述测量长直螺线管自感系数的装置，其特征在于:所述长直螺线管一侧连接有两接线柱，接线柱连接外部的电阻箱和电流表供电。3.根据权利要求1所述测量长直螺线管自感系数的装置，其特征在于:所述磁感应强度传感器包括传感器探头，传感器探头沿长直螺线管轴线方向移动并探测。4.根据权利要求1所述测量长直螺线管自感系数的装置，其特征在于:所述第一游标卡尺与第二游标 卡尺分别对应平行的一侧设有第一刻度尺与第二刻度尺。专利摘要本技术公开了一种测量长直螺线管自感系数的装置，包括基台，及安装于基台上并用漆包线缠绕的方法制成的长直螺线管，以及设于长直螺线管轴端一侧的纵横向位置调节装置，所述纵横向位置调节装置由横向放置的第一游标卡尺与纵向放置的第二游标卡尺垂直黏结而成，在所述第一游标卡尺的可移动标尺上安装一磁感应强度传感器，磁感应强度传感器尾端连接有数据采集器，所述数据采集器与外部计算机相连；整个装置设计上为可活动、可调节、成套化，能较准确的测量到长直螺线管的电感系数；通过此种仪器能较精确地测量到长直螺线管的自感系数，能作为教学用具，辅助老师上课，为平时物理教学带来便利。文档编号G01R33/02GK203101520SQ201320015398公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日专利技术者胡益煦, 张楠, 史良忠, 胡建良 申请人:浙江师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量长直螺线管自感系数的装置，其特征在于：包括基台，及安装于基台上并用漆包线缠绕的方法制成的长直螺线管，以及设于长直螺线管轴端一侧的纵横向位置调节装置，所述纵横向位置调节装置由横向放置的第一游标卡尺与纵向放置的第二游标卡尺垂直黏结而成，在所述第一游标卡尺的可移动标尺上安装一磁感应强度传感器，磁感应强度传感器尾端连接有数据采集器，所述数据采集器与外部计算机相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡益煦，张楠，史良忠，胡建良，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：实用新型
国别省市：