電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電磁學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，適用于動生電動勢大小的測量，具體地說是電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)的核心問題，幾乎貫穿了電磁學(xué)的所有知識點。導(dǎo)體在磁場中運動會產(chǎn)生電動勢，即動生電動勢，其大小為E = BLv，與磁場的大小及運動速度的大小成正比。隨著電的廣泛應(yīng)用，測量電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的動生電動勢對電磁測量，電工技術(shù)及電子技術(shù)方面具有很大的意義。申請?zhí)枮?01220111449.1的中國專利公開了一種動生電動勢測定儀，該測定儀的測量范圍較窄，只能測量幾十伏的動生電動勢，且線圈運動過程中的速度不能直接顯示，測得的結(jié)果不夠直觀明了 ；在第六屆全國高等學(xué)校物理實驗教學(xué)研討會論文集中童培雄，趙在忠等人發(fā)表的動生電動勢的測量一文中還提到一種導(dǎo)體在勻強磁場中平動產(chǎn)生動生電動勢的測量儀器，這種儀器不僅不能直觀的顯示導(dǎo)體的運動速度，還不能完整的測量導(dǎo)體正反向運動產(chǎn)生的動生電動勢，測量過程比較麻煩且測量結(jié)果誤差大，精度低。隨著磁感應(yīng)現(xiàn)象的普遍應(yīng)用，對動生電動勢的測量裝置的測量精度的要求不斷提高，并且希望設(shè)計一種測量過程自動化的裝置。因此對電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)有著迫切的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有裝置的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)測量誤差大和精度低的缺點，實現(xiàn)了智能化測量，并且可以測量小到幾十毫伏的動生電動勢，測量范圍較大，由于該檢測系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有倒相器和五引腳的SPDT繼電器，故不管線圈正向、反向運動都可以將動生電動勢完整地測量出來，不會發(fā)生漏測；且矩形線圈的運動速度完全實現(xiàn)自動化控制，并且由數(shù)碼管直接顯示，達到直觀明了的效果，整個檢測系統(tǒng)的測量誤差小，測量精度高。
[0004]本實用新型解決該技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:提供一種電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)，其特征在于該檢測系統(tǒng)包括動生電動勢產(chǎn)生部分、五引腳的SPDT繼電器、倒相器和精密峰值電壓表，動生電動勢產(chǎn)生部分的一端與五引腳的SPDT繼電器、倒相器和精密峰值電壓表依次連接；動生電動勢產(chǎn)生部分的另一端直接與精密峰值電壓表連接;
[0005]所述動生電動勢產(chǎn)生部分包括單片機控制處理模塊、電機驅(qū)動模塊、顯示模塊、鍵盤輸入單元、矩形線圈、線路檢測模塊和電機，矩形線圈與電機相連，電機輸出端同時接鍵盤輸入單元和線路檢測模塊，鍵盤輸入單元和線路檢測模塊又分別與單片機控制處理模塊相應(yīng)輸入端口連接，單片機控制處理模塊輸出端同時接顯示模塊和電機驅(qū)動模塊；單片機控制處理模塊控制電機運動，矩形線圈固定在電機所在的小車上，矩形線圈隨小車在電磁環(huán)境下作往返運動，產(chǎn)生動生電動勢。
[0006]上述的電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)，所述精密峰值電壓表包括二極管整流電路、運算放大器和電容濾波電路，并由磁電系電壓表顯示電壓。
[0007]上述的電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)，所述單片機控制處理模塊采用89C52單片機，所述電機驅(qū)動模塊包括大功率晶體管構(gòu)成的橋式電路；所述線路檢測模塊包括30u31光敏二極管、9013型三極管、發(fā)光管。
[0008]上述的電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)，所述顯示模塊采用數(shù)碼管。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)測量誤差大和精度低的缺點，實現(xiàn)了智能化測量，具有顯著的進步性，具體體現(xiàn)在以下方面:
[0010](I)動生電動勢的產(chǎn)生完全由單片機控制處理模塊控制，通過單片機控制處理模塊對送入的脈沖信號進行檢測分析，自動控制電機正向、反向、停止等動作。矩形線圈運動速度可以通過調(diào)節(jié)單片機控制處理模塊產(chǎn)生的占空比可變脈沖信號，調(diào)節(jié)脈沖寬度對電機進行電壓控制從而實現(xiàn)平滑無極變速，避免了由手工操作所引起的誤差，可以準確快速的獲得所需要的動生電動勢。
[0011 ] (2)加入倒相器后可以將矩形線圈整個往復(fù)運動的動生電動勢通過精密峰值電壓表測量出來，不會發(fā)生漏測。
[0012](3) 一般動生電動勢為10mV左右，遠遠小于二極管的死區(qū)電壓，所以一般的峰值表無法使用。而本申請所用的精密峰值電壓表可以測量小到幾十毫伏的峰值電壓，能夠有效地克服簡易峰值電壓表因二極管壓降所造成的非線性誤差。
[0013](4)本裝置結(jié)構(gòu)簡單，測試過程方便，成本較低，所用到的元器件也都是易于得到的，故可行性很高，并且還可以用于物理實驗。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0015]圖1是本實用新型電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)的整體的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本實用新型電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)的動生電動勢產(chǎn)生部分I的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖3是本實用新型電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)的總體電路原理圖。
[0018]圖4是本實用新型電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)的電機驅(qū)動模塊102的電路原理圖。
[0019]圖5是本實用新型電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)的線路檢測模塊107的電路原理圖。
[0020]圖中，1-動生電動勢產(chǎn)生部分、2-五引腳的SPDT繼電器、3-倒相器、4_精密峰值電壓表；101-單片機控制處理模塊、102-電機驅(qū)動模塊、103-顯示模塊、104-鍵盤輸入單兀、105-矩形線圈、106-電機、107-線路檢測t旲塊。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型電磁環(huán)境下動生電動勢的智能檢測系統(tǒng)(簡稱檢測系統(tǒng)，參見圖1-2)包括動生電動勢產(chǎn)生部分1、五引腳的SPDT繼電器2、倒相器3和精密峰值電壓表4，動生電動勢產(chǎn)生部分I的一端與五引腳的SPDT繼電器2、倒相器3和精密峰值電壓表4依次連接；動生電動勢產(chǎn)生部分I的另一端直接與精密峰值電壓表4連接；
[0022]所述動生電動勢產(chǎn)生部分I包括單片機控制處理模塊101、電機驅(qū)動模塊102、顯示模塊103、鍵盤輸入單元104、矩形線圈105、線路檢測模塊107和電機106，矩形線圈105與電機106相連，電機輸出端同時接鍵盤輸入單元104和線路檢測模塊107，鍵盤輸入單元104和線路檢測模塊107又分別與單片機控制處理模塊101相應(yīng)輸入端口連接，單片機控制處理模塊101輸出端同時接顯示模塊103和電機驅(qū)動模塊102 ;單片機控制處理模塊101控制電機106運動，矩形線圈105固定在電機所在的小車上，矩形線圈105隨小車在電磁環(huán)境下作往返運動，產(chǎn)生動生電動勢。
[0023]所述電機驅(qū)動模塊102，即大功率晶體管構(gòu)成的橋式電路，通過單片機控制處理模塊101的高低電平信號控制電機的正反轉(zhuǎn)即矩形線圈的正向、反向運動。當在單片機控制處理模塊101中輸入00時，電機為截止狀態(tài)，當單片機控制處理模塊101輸入01時，電機為正轉(zhuǎn)，當單片機控制處理模塊101輸入10時，電機為反轉(zhuǎn)，但不能高電平同時輸入，即不能輸入11，其中I代表高電平，O代表低電平，電機的轉(zhuǎn)速通過通過調(diào)節(jié)單片機控制處理