[发明专利]一体化高斯计系统及一体化高斯计

说明书

技术领域

本发明涉及一种高斯计，特别涉及一种体积小且精度高的一体化高斯计，属于测量器械领域。

背景技术

霍尔效应是指，当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。霍尔元件则是根据该原理设计研制的电子器件，其设有4个引脚，其中一对为电源输入，另外一对为电压输出。使用时要求电源输入的一组为恒流源或者恒压源，确保基准电压稳定。在非饱和阶段，霍尔电势差会随着磁场强弱而高低变化，也就是说当霍尔元件中电源输入端电压或电路恒定时，输出电压会随着磁场强度变化而变化，并呈现出线性变化状态。高斯计正是利用霍尔元件在非饱和阶段的随着磁场变化而线性变化的特点，所制成的磁感应强度测试仪器。

目前，市售高斯计均采用探头和主机分离的方式，探头部分的与主机通过电缆相连接。使用时，将主机放置在方便观察的位置，然后手持探头进行测量。为了方便使用，探头电缆长度会设计得很长，每次使用前后对电缆的整理会对其造成损伤，长此以往，线路中阻抗变化必然会影响到测量精度。

另外，由于探头和主机分离，因此在探头制作工艺上相对谨慎，把霍尔元件包裹得十分严密，霍尔元件的位置无法观察到，也就增加了使用者的操作难度，造成测量误差的概率增大。

最后，市售高斯计专门设计独立的恒流源或恒压源为霍尔元件供电，然后再用单片机对霍尔元件的输出电压进行采集运算后显示，由于存在较多组件，制造成本上存在一定压力，导致市场售价较高。

申请号为CN201410608241.4的发明专利公开了一种利用单片机组成的高斯计，包括供电系统、单片机、电压显示装置和依次电连接的磁感应装置、电压基准集成电路和电压调节器，其中的电压显示装置分别与磁感应装置和电压基准集成电路电连接，磁感应装置还电连接有供电系统。该高斯计存在以下明显缺陷：1、仅能模拟电压值，不能真实反映出磁感应强度，而真实反映出磁感应强度是在实际使用中所必须的；2、用电压表进行显示，其测量了结果具有很大偏差；3、从本领域专业角度来看，该专利申请的技术方案完全是对一些功能模块的简单堆砌，这样的堆砌没有任何的实用价值，这些功能模块本身达不到磁感应测量的基本要求，堆砌出来的技术方案也无法称之为高斯计；4、功能模块多，不能在机构上缩减成本。

发明内容

针对现有技术中高斯计存在的上述问题，本发明提供一种一体化高斯计系统及一体化高斯计。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种一体化高斯计系统，包括显示模块、按键模块、电池模块、霍尔元件，还包括兼具模数转换模块DA和数模转换模块AD的单片机，所述数模转换模块AD与霍尔元件相连，用于为霍尔元件提供基础电压，起到恒流源或者恒压源的作用，所述模数转换模块DA与霍尔元件相连，用于采集霍尔元件在磁场中的数据，所述电池模块与单片机相连，用于为单片机供电，所述显示模块与单片机相连，用于对外显示数据，所述按键模块与单片机相连，用于向单片机发出控制指令。

本发明还提供一种基于上述一体化高斯计系统的一体化高斯计，包括线路板，所述线路板的一端为固定设置有霍尔元件的探头，另一端为固定设置有包括模数转换模块DA和数模转换模块AD的单片机的手柄，且设置有单片机的这一端套设于外壳内，所述外壳上设置有包括显示屏和按键的人机交互界面。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔元件的外部用透明灌封胶进行保护。

作为本发明的进一步改进，所述按键包括HOLD键，所述HOLD键用于锁定显示结果。

作为本发明的进一步改进，用于装配霍尔元件的线路板部分与用于装配单片机的线路板部分为一体成型的PCB板。

作为本发明的进一步改进，在装配霍尔元件的线路板部分还设置有用于读取长度信息的刻度标记。

本发明的有益效果如下：

1、本发明利用单片机自身的集成度和精度优势，在不降低产品性能的同时，大大的降低了电路复杂度和制造成本并增加了产品可靠性。

2、由于线路结构大大简化，体积也能够减小很多，和传统的高斯计相比，体积仅有原来的探头手柄大小。探头的敏感点位置就是霍尔元件的几何中心，通过透明灌封胶可以清楚的看到霍尔元件中心，因此能够避免测试位置不准确出现的误差。

3、本发明中高斯计按键的设置中，专门设有HOLD键，能够锁定显示，保证测试点结果准确的显示。