專利名稱：一種磁懸浮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁實(shí)驗(yàn)裝置，特別是一種磁懸浮裝置。
背景技術(shù)：
目前，作為高中、大學(xué)物理課程中的電磁學(xué)，是摸不著看不見的，而只靠書中的插 圖和老師對(duì)現(xiàn)象的描述，使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程中很難完全理解這些物理規(guī)律，是因?yàn)槿鄙傧?應(yīng)的教具來幫助學(xué)生將抽象的問題具體化，這門課程也一直是老師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電磁實(shí)驗(yàn)裝置，不僅可以滿足物理教學(xué) 課堂，也可滿足生物教學(xué)課堂，直觀展示電磁現(xiàn)象。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種磁懸浮裝置，包括保護(hù)罩、支架、 電磁鐵、線路板，其特征是支架外設(shè)有保護(hù)罩，支架由底座、立桿和吊臂構(gòu)成，電磁鐵與吊 臂垂直接合定位，在電磁鐵的鐵芯的正下方的一定距離處設(shè)有霍爾傳感器，線路板設(shè)在底 座下方。電磁鐵包括鐵芯、線圈，在鐵芯與線圈之間設(shè)有塑套，線圈外側(cè)設(shè)有塑料薄膜，鐵 芯與線圈緊密接合鐵芯在塑套內(nèi)可以上下輕微移動(dòng)。支架外側(cè)保護(hù)罩用透明材料制作。立桿為空心，吊臂為鋁質(zhì)材料制作。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使電磁現(xiàn)象直觀，幫助老師教學(xué)，幫助學(xué)生理解， 在物理、生物課堂上實(shí)現(xiàn)生動(dòng)的物理現(xiàn)象顯示和生物知識(shí)展示。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。圖3為圖2的器件列表。圖中1、電源，2、支架，3、保護(hù)罩，4、罩帽，5、風(fēng)扇，6、保護(hù)膜，7、鐵芯，8、吊臂，9、線 圈，10、電磁鐵，11、塑管，12、霍爾傳感器，13、底座，14、線路板，15、IC3，16、RP1，17、R1，18、 IC1,19、VT1，20、C1，21、C2，22、C3，23、R2，24、VD1。
具體實(shí)施例方式一種磁懸浮裝置，包括保護(hù)罩3、支架2、電磁鐵10、線路板14，支架2外設(shè)有保護(hù) 罩3，支架2由底座13、立桿2-1和吊臂8構(gòu)成，電磁鐵10與吊臂8垂直接合定位，在電磁 鐵10的鐵芯7的正下方的一定距離處設(shè)有霍爾傳感器12，線路板14設(shè)在底座13下方。電磁鐵10包括鐵芯7、線圈9，在鐵芯7與線圈9之間設(shè)有塑管11，線圈9外側(cè)設(shè)有保護(hù)膜，鐵芯7與塑管11緊密接合鐵芯7在塑管11內(nèi)在lkg-2kg作用下可以上下輕微 移動(dòng)。支架2外側(cè)保護(hù)罩3用透明材料制作。立桿2-1為空心，吊臂8為鋁質(zhì)材料制作。圖2中，霍爾傳感器12采用線性性質(zhì)較好的SS495A線性霍爾元件，當(dāng)霍爾傳感器 12工作在一個(gè)穩(wěn)定的5V電壓時(shí)，他的輸出電壓正比于電磁鐵10的磁感應(yīng)強(qiáng)度，他能探測(cè)與 電磁鐵10之間的距離，霍爾傳感器12的輸出電壓位移信號(hào)加在電壓比較器18的正向輸入 端上，經(jīng)過電壓比較器18對(duì)正向輸入電壓與反向輸入電壓比較之后，進(jìn)而電壓比較器18的 輸出電壓對(duì)VT1 19控制。VT1 19由此再對(duì)電磁鐵10進(jìn)行作用，霍爾傳感器12在外界磁感 應(yīng)強(qiáng)度為0時(shí)輸出電壓已經(jīng)達(dá)到2.5V。需要說明的是霍爾傳感器12對(duì)于磁極的N，S極作 用不盡相同，當(dāng)你用磁鐵的S極對(duì)準(zhǔn)霍爾傳感器12并且一直靠近時(shí)，輸出電壓會(huì)在2. 5V的 基礎(chǔ)上一直變小?；魻杺鞲衅?2直接安裝在電磁鐵10的頭部，電磁鐵10并不一定非要加 鐵芯7，只用一個(gè)阻值為40歐姆的線圈9也是可以的，當(dāng)一個(gè)強(qiáng)度合適的電磁鐵10距離霍 爾傳感器12 —定距離，霍爾傳感器12輸出電壓大約為3. 2V。此時(shí)如果調(diào)節(jié)電位器RP1 16， 使電位器RP1 16的輸出電壓在3.2V左右，磁鐵就可以懸浮了。不過實(shí)際電壓可能有所出 入。R1 17，R2 23，C3 22組成正向反饋電路，使電路產(chǎn)生振蕩，振蕩頻率在l(Tl00HZ。VT1 19在工作過程中產(chǎn)熱很小。當(dāng)輸入IC1 18的正向電壓與反向電壓相近時(shí)，VT1 19關(guān)閉，而 此時(shí)電磁鐵10產(chǎn)生的磁場(chǎng)并不會(huì)立即消失，因?yàn)殡姼械碾娏鞑粫?huì)突變。原先的電流不會(huì)突 變。原先電磁鐵10中的電流流經(jīng)VD1 24從而形成回路，由于電流在減弱，所以電磁鐵10 產(chǎn)生的磁場(chǎng)也在減弱。當(dāng)VT1 19打開時(shí)，由于電磁鐵10中的電流緩慢增加，由于如果不加 鐵芯7的線圈9的磁力可能較小，導(dǎo)致不能懸浮，因此我們將鐵芯7 —部分插入線圈9中， 這樣我們既可以穩(wěn)定的磁懸浮，也避免了因?yàn)榇帕^大將分子模型直接吸到電磁鐵上。IC1 18在使用時(shí)只用管腳2，3，4，6，7弓丨腳即可，這幾個(gè)引腳分別對(duì)應(yīng)反向輸入端，正向輸入端， 電源負(fù)極，輸出端，電源正極。RP1 16使用的是精密電位器，自行繞制了線圈9，選用直徑為 0. 35mm的漆包線。電源電壓為15V，保證電路所配置的直流電壓電源所能提供的最大電流 應(yīng)大于電路工作時(shí)的最大電流。為了使霍爾傳感器12能夠靈敏探測(cè)到磁場(chǎng)的變化，我們將 霍爾傳感器12直接安裝在線圈9下面。為保證懸浮體有足夠的吸力，我們選用磁性較好的 圓柱體銣鐵硼磁鐵，直徑在0. 5mm左右，這樣可以使得懸浮更穩(wěn)定。為了盡量避免對(duì)磁場(chǎng)和 永磁鐵的干擾，我們盡量不使用鋼或鐵支架，因此我們采用木制結(jié)構(gòu)，保證整個(gè)的穩(wěn)定性和 耐用性。
權(quán)利要求
一種磁懸浮裝置，包括保護(hù)罩、支架、電磁鐵、線路板，其特征是支架外設(shè)有保護(hù)罩，支架由底座、立桿和吊臂構(gòu)成，電磁鐵與吊臂垂直接合定位，在電磁鐵的鐵芯的正下方的一定距離處設(shè)有霍爾傳感器，線路板設(shè)在底座下方。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種磁懸浮裝置，其特征是電磁鐵包括鐵芯、線圈，在鐵芯 與線圈之間設(shè)有塑套，線圈外側(cè)設(shè)有塑料薄膜，鐵芯與線圈緊密接合鐵芯在塑套內(nèi)可以上 下輕微移動(dòng)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種磁懸浮裝置，其特征是支架外側(cè)保護(hù)罩用透明材 料制作。
全文摘要
一種磁懸浮裝置，包括保護(hù)罩、支架、電磁鐵、線路板，其特征是支架外設(shè)有保護(hù)罩，支架由底座、立桿和吊臂構(gòu)成，電磁鐵與吊臂垂直接合定位，在電磁鐵的鐵芯的正下方的一定距離處設(shè)有霍爾傳感器，線路板設(shè)在底座下方。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使電磁現(xiàn)象直觀，幫助老師教學(xué)，幫助學(xué)生理解，在物理、生物課堂上實(shí)現(xiàn)生動(dòng)的物理現(xiàn)象顯示和生物知識(shí)展示。
文檔編號(hào)G09B23/18GK101989389SQ20101021713
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者姚吉龍, 崔龍, 沈華, 潘沖 申請(qǐng)人:崔龍;潘沖