电磁学测量仪制造技术

电磁学测量仪，其特征在于该测量仪由刀口支承座与刀口装置、框架与平衡装置、阻尼装置、读数装置、直流电源装置和底板与布线装置，通过连接件和电源控制电路连接构成电磁学测量仪整体。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 一、
本技术涉及一种电磁学测量仪，属于电磁学、电工学用的教学仪器领域。二
技术介绍
定量测定电磁力F，验证安培定律；定量测量空间磁导率μ0，定量测量平行带电板间的静电力和介电常数ε0以及定性测量平行载流导线之间的相互作用力等都是电磁学中的重要内容，根据教学大纲的要求，学生必须掌握。但是几十年来，国内尚缺乏这方面的测量仪器。因此概念抽象难讲，学生不易理解和掌握。我们从美国鲁德兰(Lutheran)大学物理实验讲义的电流秤示意图中受到启迪，以电流秤为参考，设计了这台功能全、性能高，以测量电磁学基本量为目的的电磁学测量仪。三、
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种电磁学测量仪。它具有功能全、成本低、而且增加了仪器的测量范围。本技术的目的由以下技术措施实现电磁学测量仪由刀口支承座与刀口装置、框架与平衡装置、阻尼装置、读数装置、直流电源装置和底板与布线装置，通过连接件和电源控制电路连接构成电磁学测量仪整体。1、刀口支承座与刀口装置由横梁、刀口、刀口支承座组成，两个支承座分别装设在立柱的顶端，立柱上的升降杆能自由升降，以调节刀口平衡。刀口通过中心孔连接在横梁下面的刀口槽内，能承受5～10A的大电流。2、框架与平衡装置由上方杆、下方杆、水平平衡锤、竖直平衡锤以及反射镜组成，上方杆的受力边ab中央设砝码盘，其臂通过连接件螺母装配在横梁的前方，旋转升降螺钉能调节cd位置，使上方杆和下方杆的受力臂ab与cd上下对齐，水平平衡锤和竖直平衡锤分别套旋在水平杆和竖直杆上，水平平衡锤决定框架的平衡位置和反射镜的仰角，竖直平衡锤可改变框架振动周期。3、阻尼装置由阻尼线圈组成，阻尼线圈设在水平杆的前端，并夹装厚度为0.1～0.2cm的铜片，在其左右两侧装上一对厚度为0.1～0.2cm的磁片，当框架摆动时，磁片也跟着框架摆动，以产生磁阻尼。4、读数装置采用光杠杆，光杠杆由横梁上的反射镜和带刻度尺的读数显微镜组成，主要作用是测量上、下方杆之间的距离。5、直流电源装置采用实验室内的直流电源，要求提供5～10A的直流电。6、底板与布线装置，底板用绝缘材料制作，底板下设地脚螺栓以调节水平，板面上设立柱起支承作用，立柱中心打有小孔并装设有导线，导线与ab和cd杆成直角连接，通过接线柱向外引出，为了防止导线相互感应的干扰，仪器的布线均设在底板下面。本技术具有如下优点1、本仪器刀口改用新型钕铁硼永磁材料，减小了刀口接触面积，增大了仪器的灵敏度；2、由于采用新型磁性材料减小了仪器的起动电流，增大了仪器的安全性和适用性；3、在仪器的横梁下方增设了一竖直平衡锤，平衡锤设计成螺旋形，减小了平衡锤的振荡，增大了仪器的稳定性能；4、读数装置改用实验室原有的光杠杆，利用光杠杆中的读数显微镜，既提高了读数精度又降低了仪器成本；5、在仪器的上、下方杆位置上各装上一块相互平行的金属板，其它电路设置不变，就可测定平行带电板间的静电力等，增大了仪器的测量范围；6、实验结果表明，本技术性能指标灵敏度高，能够准确测定电磁力F，空间磁导率μ0，平行带电板间的静电力和介电常数，实验效果良好，填补了国内空白；7、本技术的刀口、刀座、横梁、平衡锤、阻尼线圈、上、下方杆以及读数装置都相对独立，便于学生拆开和组装使用，也便于维修和替换零部件；8、适用于电磁学和电工学的各类开放实验用，也可供各类综合性大学的外国留学生实验使用，教学效果直观良好。四附图说明图1为电磁学测量仪结构示意图。1横梁，2刀口，3刀口支承座，4水平杆，5竖直杆，6水平平衡锤，7反射镜，8阻尼线圈，9竖直平衡锤，10上方杆，11升降杆，12下方杆，13刻度尺，14读数显微镜，15砝码盘，16升降螺钉。图2为光杠杆原理图。图3为测试平行载流直导线之间相互作用电路图。图4为验证安培定律F∝BI实验电路图。五具体实施方式下面通过实施例对本技术进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本技术进行进一步说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本技术的内容作出一些非本质的改进和调整。实施例本技术具有结构简单，制造方便，如图1所示。它由刀口支承座与刀口装置、框架与平衡装置、阻尼装置、读数装置、直流电源装置和底板与布线装置，通过连接件和电源控制电路连接构成电磁学测量仪整体。如图1～2所示，刀座与刀口由横梁1、刀口2、刀口支承座3组成，刀座支承座3采用2×1×0.3cm的锰钢片研磨而成，刀口采用厚0.3cm的新型钕铁硼材料研磨而成，两个刀座分别装在两个中央立柱(有机玻璃)顶端，立柱上的升降杆能自由升降，以调节刀口平衡。通过刀口中心孔连接横梁下面的刀口槽内，刀口与刀座的接触面积小，而且能承受5～10A的大电流。框架与平衡装置由上方杆10、下方杆12、水平平衡锤6、竖直平衡锤9以及反射镜7构成。框架用0.4cm黄铜棒弯曲而成，上、下方杆均用0.4cm黄铜棒弯曲而成，上方杆的受力边长ab为30cm，中央安装有砝码盘15，其臂长25cm，通过连接件螺母装配在有机玻璃制作的横梁1前方，旋转升降螺钉能调节下方杆位置，便于上方杆10和下方杆12的受力臂ab与cd上下对齐，水平平衡锤6、竖直平衡锤9均用0.8cm黄铜棒车丝为螺旋形(减小了平衡锤自身的振荡)分别套旋在水平杆4和竖直杆5上，水平平衡锤6可以决定框架的平衡位置和反射镜7的仰角，竖直平衡锤9可改变框架振动周期。如图1所示，阻尼装置由阻尼线圈8组成，阻尼线圈设在水平杆4的前端夹装厚度为0.2cm的铜片，在其左右两侧装上一厚度为0.2cm的磁片，而构成阻尼线圈8。当框架摆动时，磁片也跟着框架在磁场中摆动，以产生磁阻尼。如图1-2所示，读数装置采用光杠杆，光杠杆由横梁1上的小反射镜7和仪器前方带刻度尺13的读数显微镜14组成，其主要作用是测量上、下方杆之间的距离。直流电源装置采用实验室大电流直流电源，要求能提供5A～10A大小的直流电。如图1所示，底板与布线装置底板采用绝缘材料制作，用厚0.5cm和0.2cm的有机玻璃板粘结而成。底板长58cm、宽40cm，下面设有三个地脚螺栓以调节水平，板面上有四个有机玻璃立柱起支承作用，立柱中打有小孔并穿有导线，导线与ab和cd杆成直角连接，通过接线柱向外引出，为了防止导线感应磁场的相互干扰，仪器的布线均设在底板下面。电磁学测量仪的使用a、首先将仪器各零件如图1所示安装就位，调整下方杆cd与地磁场平行，这样可以减少地磁场对电流磁场的影响。仪器一旦调整完毕后，各零件位置不能再移动。b、测试前需仔细校准仪器，观察刀口与刀座的接触情况，调节振动周期为1～2秒。特别要注意调节ab与cd两杆上下对齐且严格平行并保持0.1～0.2cm左右的均匀缝隙。c、上下杆之间距离的测量由于上下杆之间距离实际上很小，为了能准确测量，故采用光杠杆的办法。图1中的反射镜7和带刻度尺13的读数显微镜14一起构成了光杠杆，如图2所示。当框架调节平衡时，通过望远镜读出一基准值S0，当上方杆砝码盘内放一重物时，平衡被破坏，上方杆下降接触到下方杆，此时通过望远镜再读一值，记为S1，利用光杠杆原理，可求出上下杆之间的距离D0。设反射镜面到上方杆距离为a，到刻度尺距离为b，则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶瑞英，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：实用新型
国别省市：