磁電轉(zhuǎn)換器是把磁轉(zhuǎn)換成電的元器件，其基本原理是在變化磁通量中的導(dǎo)體，會產(chǎn)生電動勢；此電動勢稱為感應(yīng)電動勢或感生電動勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動勢會驅(qū)使電子流動，形成感應(yīng)電流。要產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：一是電路是閉合且通的；二是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。（若缺少一個(gè)條件，就不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生）

外文名

magnetoelastic transducer

測量磁電轉(zhuǎn)換器磁感應(yīng)強(qiáng)度的簡便方法

通常，永久磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度測量一般都使用專門的磁感應(yīng)強(qiáng)度測量儀器，如核磁共振磁強(qiáng)計(jì)、高斯計(jì)、格拉索特磁通計(jì)和磁通門磁強(qiáng)計(jì)等。但因這些測量儀器功能專一，且價(jià)格較貴，故科研院校的試驗(yàn)室較少配置這類儀器。當(dāng)工作中要求快速、準(zhǔn)確地測量出某一永久磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，有兩種測量方法可供選擇，一是求助于別的單位使用專用測量儀器（需要花錢和時(shí)間）進(jìn)行測量，二是盡量利用本試驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器儀表，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量原理進(jìn)行測量。

磁感應(yīng)強(qiáng)度的測量方法是在電磁理論、電子技術(shù)和物理學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的。介紹一種利用霍爾元件、5V直流電源、毫伏表、毫安表和磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生器來測量磁電轉(zhuǎn)換器磁感應(yīng)強(qiáng)度的簡便方法。

測量原理

依據(jù)霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換器磁感應(yīng)強(qiáng)度的測量。將一片霍爾元件垂直放入磁場，且在霍爾元件兩端的管腳通入控制電流，則霍爾元件另外兩端管腳將產(chǎn)生一個(gè)霍爾電勢，它們之間的關(guān)系為:

式中：

—霍爾電勢，V；

—元件系數(shù)，

；

—控制電流，A；

—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；

—霍爾元件厚度，m。

由于霍爾元件的厚度已定，令

為霍爾系數(shù)，對于某一霍爾元件來說，就是定值，則式（1）變?yōu)?p>

或

可見，霍爾電勢與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，依據(jù)這一原理來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度，測量原理如圖1所示。

圖1

測量步驟

磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生器的制作及標(biāo)準(zhǔn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算

根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在一長度為L、直徑為D的鐵芯（軟鐵棒）上纏繞N匝線圈，當(dāng)在線圈中通入一定量電流時(shí)，可在鐵芯兩端產(chǎn)生一標(biāo)準(zhǔn)（恒定）磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圖2所示。其中鐵芯長度L為0.26m，直徑D為0.035m，導(dǎo)磁系數(shù)μ為

H/m，線圈匝數(shù)N為3000匝。在線圈中通入1A控制電流，則可得出如下關(guān)系式

:

把上述數(shù)據(jù)代入式（4），可得

：

圖2

計(jì)算霍爾元件的靈敏度

由（2）式得

如圖1所示，在標(biāo)準(zhǔn)磁感應(yīng)強(qiáng)度

的作用下，調(diào)節(jié)控制電流壽為不同值，測得對應(yīng)的霍爾電勢

數(shù)據(jù)見表1。

表1

利用式（5），對表1數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表2。

表2

磁電轉(zhuǎn)換器磁感應(yīng)強(qiáng)度B的計(jì)算

經(jīng)計(jì)算，已得該霍爾元件的平均霍爾系數(shù)

為

，故可利用式（3）求得被測磁電轉(zhuǎn)換器的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。將霍爾元件、電源、毫安表、毫伏表及被測磁電轉(zhuǎn)換器按圖3所示進(jìn)行聯(lián)接。

圖3

分別將1號、2號磁電轉(zhuǎn)換器垂直緊貼在霍爾元件上，此時(shí)霍爾元件將受到磁電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的磁場作用，調(diào)節(jié)控制電流

值，可測量相應(yīng)的霍爾電勢

，測量結(jié)果見表3和表4。

表3和表4

利用式（3），計(jì)算出1號和2號磁電轉(zhuǎn)換器磁感應(yīng)強(qiáng)度

和

，結(jié)果見表5和表6。

表5和表6

測試結(jié)果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，利用高斯計(jì)分別對1號和2號磁電轉(zhuǎn)換器的磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行了測試，測試值

為

，

值為

。測試結(jié)果表明，應(yīng)用該方法測量磁電轉(zhuǎn)換器的磁感應(yīng)強(qiáng)度是準(zhǔn)確可行的。[1]