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申请/专利权人：武汉纺织大学

摘要：本发明公开了一种基于反亥姆霍兹线圈测量微小形变的方法，包括以下具体操作步骤：S1：制作均匀梯度磁场，使用两块相同的磁铁磁铁截面积及表面磁感应强度相同相对放置，即N极与N极相对S极与S极相对，两磁铁之间留一等间距间隙，霍尔元件平行于磁铁放在该间隙的中轴上。本发明涉及技术领域，该基于反亥姆霍兹线圈测量微小形变的方法，基于电磁场理论，充分利用螺杆步进装置的灵活驱动作用，并由其传动磁场与传感器之间的相对位移，以达到定标和测量的目的，我们创新性的给出反亥姆霍兹线圈中轴线上均匀梯度磁场的使用范围，同时也对线圈尺寸和线圈间距做了定量分析。

主权项：1.一种基于反亥姆霍兹线圈测量微小形变的方法，其特征在于：包括以下具体操作步骤：S1：制作均匀梯度磁场，使用两块相同的磁铁，即磁铁截面积及表面磁感应强度相同，相对放置，即N极与N极相对，S极与S极相对，两磁铁之间留一等间距间隙，霍尔元件平行于磁铁放在该间隙的中轴上；S2：制作拉伸实验架，采用铝合金材料分别加工了磁铁座、拉伸实验架等主体结构，拉伸实验架主要包括调节架h、磁铁盒e、读数显微镜b、限位梁c、金属杆，其顶端装有SS495A型集成霍尔传感器d、读数显微镜b以及基线a，并购买了拉力传感器、霍尔传感器、读数显微镜、信号测量仪，设计和制作了传感器信号接收电路；S3：调节磁场的毫伏表，磁铁座可上下调节使磁铁上下移动，当毫伏表读数值为-110mv，即梯度磁场中磁场为零的位置时，停止调节固定螺丝；S4：调节读数显微镜b，使眼睛观察十字线及分划板刻度线和数字清晰，然后移动读数显微镜b前后距离，使能清晰看到基线，转动读数显微镜b的鼓轮使基线与读数显微镜b内十字刻度线吻合，记下初始读数值；S5:调节拉力计下端螺母，使拉力传感器和霍尔传感器同步沿竖直向上移动，观察霍尔电压示数，从初始位置开始霍尔电压每变化60mv，则通过读数显微镜记录基线对应位置，测量6组数据，利用逐差法进行计算，求出霍尔位置传感器的灵敏度△Ui△Xi，然后将金属丝拉直，对拉力计进行调零，并测量金属丝原长和直径；通过加力调节旋钮逐次增加拉力，拉力计电压变化为100mv，则每次增加3kg，相应记录下霍尔数字电压表相应读数Ui；S6：整理仪器；S7：记录数据；S8：数据处理；1采用逐差法1利用读数显微镜对传感器进行定标 同理可得： 2利用实验装置测量钢丝的杨氏模量 2采用线性拟合的方法为更加简便进行数值分析，我们还采用了数值分析软件进行线性拟合，以便对仪器的精确度有更进一步分析；1传感器定标经线性拟合，图表中b为斜率，即表示KH＝60.8245mvmm，线性拟合因子为0.9999，显示出传感器定标具有良好的稳定性，且精度可达微米级；2霍尔电压与传感器电压对应关系 线性拟合因子为0.99712，显示出霍尔传感器电压与拉力传感器电压之间呈现具有良好的线性关系，且精度可达微米级；则：查得钢丝理论值为：ES＝2.00×1011NM则相对误差为：

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