磁悬浮地球仪
阅读：57发布：2020-05-08
专利汇可以提供磁悬浮地球仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 专利 涉及一种磁悬浮领域技术，具体涉及一种磁悬浮地球仪；包括一盒体，还包括 控制器 、吊架、悬浮地球仪，其特征在于所述盒体内中部有线圈，线圈的底部固定有 传感器 ，控制器包括高压工作电源、低压工作电源、传感器控制 电路 、过载保护电路、指示器 风 扇工作电路；所述传感器控制电路包括传感器依次连接 滤波器 5、调节器、 放大器 1、比较器、 驱动器 、 电子 开关 、显示器、检测器、线圈，所述吊架包括内外圆柱体、上下 固定板 ，磁 铁 位于地球仪上部的中间 位置 ，地球仪直径为200cm空芯；本专利吊架结构简单，悬浮地球仪体积大 质量 重，控制器功率大效率高，成本低，工作性能稳定，安装使用方便，公共场合演示和教学效果好，有一定的推广和使用价值。，下面是磁悬浮地球仪专利的具体信息内容。
1.一种磁悬浮地球仪，包括一盒体，还包括控制器、吊架、悬浮地球仪，其特征在于所述盒体内中部有线圈，线圈中插有铁芯，线圈的底部固定有传感器，线圈上面有风扇1，盒体的右边上部有风扇2、风扇3，风扇2靠里，风扇3靠外，右边还有风管1、风管2，风管1上端和风扇
2连接，下端向里斜出于盒体底面，风管2上端和风扇3连接，下端向外斜出于盒体底面，盒体内左边中上部有控制器，盒体的左侧面板上从上向下有开关1、开关2、调节器、开关3、开关
4；所述控制器包括高压工作电源、低压工作电源、传感器控制电路、过载保护电路、指示器风扇工作电路；所述高压工作电源包括开关2依次电连接放大器2、继电器、整流器1、滤波器
1、电子开关，低压工作电源包括插座依次连接开关1、变压器，所述变压器分别依次电连接整流器2、滤波器2、稳压器1、稳压器2、传感器，整流器3、滤波器3、稳压器3、驱动电路，整流器4、滤波器4，稳压器1还连接比较器，所述传感器控制电路包括传感器依次连接滤波器5、调节器、放大器1、比较器、驱动器、电子开关、显示器、检测器、线圈，过载保护电路包括检测器依次连接放大器2、继电器，所述指示器工作电路包括指示器1、指示器2、指示器3、指示器
4、指示器5，指示器1依次连接风扇1、开关1，指示器2连接开关2、指示器3连接放大器2，指示器4依次连接风扇2、开关3、滤波器4，指示器5依次连接风扇3、开关4、滤波器4；
所述吊架包括内外圆柱体、上下固定板，其特征在于外圆柱体上端连接上固定板，下端开口插进内圆柱体上端，内圆柱体下端连接下固定板；
所述悬浮地球仪，包括地球仪、磁铁，其特征在于磁铁位于地球仪上部的中间位置，地球仪直径为200cm空芯，磁铁为圆柱形永久磁铁。
2.根据权利要求1所述一种磁悬浮地球仪，其特征在于：所述高压工作电源开关2为纽扣开关，放大器2为三极管C1815两只复合，继电器为JQX-13F，整流器1为D25SBA80(25A
800V) 整流桥，滤波器1为270μF/450V电解电容。
3.根据权利要求1所述一种磁悬浮地球仪，其特征在于：所述低压工作电源插座为SS—
120电源插座，开关1为纽扣开关，变压器为40W输出12V、15V、24V三组电压，整流器2、整流器
3分别为DB102、整流器4为KBP302，稳压器1为7812三端稳压器，稳压器2为7805三端稳压器，稳压器3为7818三端稳压器，滤波器2为470μF/25V电解电容，滤波器3为220μF/50V电解电容，滤波器4为47μF/35V。
4.根据权利要求1所述一种磁悬浮地球仪，其特征在于：所述传感器控制电路传感器为磁敏三极管，滤波器5为SCI-9920-101电磁干扰低通滤波器，调节器为WXD3-12-2W 1.2KΩ精密多圈电位器，放大器1为C1815三极管，比较器选用LM393，驱动开关为NPN型C8050和PNP型C8550组成，电子开关为FGA25N120的N沟道 IGBT，显示器为机械指针式直流10A 电流表头，检测器为0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈组成，线圈为0.83漆包线绕制形成。
5. 根据权利要求1所述一种磁悬浮地球仪，其特征在于： 所述指示器2为绿色LED二极管，指示器3为黄色LED二极管，指示器1、指示器4、指示器5分别为红色LED二极管，所述开关
3、开关4为纽扣开关，风扇1为AC220V0.14A，风扇2、风扇3分别为DC12V0.36A。
磁悬浮地球仪
[0001]
技术领域
背景技术
[0003] 在中小学科技实践活动中，利用电磁铁磁性的可控性配合传感器及电子电路实现将地球仪悬浮在空中，令人惊喜，激发学生学习兴趣，激发学生探寻其中的奥秘心情，是一种常见的教学模式。然而，目前中小学实验室的磁悬浮原理演示器缺乏，市场上有磁悬浮地球仪体积小，且是固定模式，没有灵活性，且效果不佳，不能达到预期的教学目的，因而发明一种磁悬浮地球仪，控制演示大型磁悬浮地球仪。
发明内容
[0004] 一种磁悬浮地球仪，包括一盒体，还包括控制器、吊架、悬浮地球仪，其特征在于所述盒体内中部有线圈，线圈中插有铁芯，线圈的底部固定有传感器，线圈上面有风扇1，盒体的右边上部有风扇2、风扇3，风扇2靠里，风扇3靠外，右边还有有风管1、风管2，风管1上端和风扇2连接，下端向里斜出于盒体底面，风管2上端和风扇3连接，下端向外斜出于盒体底面，盒体内左边中上部有控制器，盒体的左侧面板上从上向下有开关1、开关2、调节器、开关3、开关4；所述控制器包括高压工作电源、低压工作电源、传感器控制电路、过载保护电路、指示器工作电路；所述高压工作电源包括开关2依次电连接放大器2、继电器、整流器1、滤波器1、电子开关，低压工作电源包括插座依次连接开关1、变压器，所述变压器分别依次连接整流器2、滤波器2、稳压器1、稳压器2、传感器，整流器3、滤波器3、稳压器3、驱动电路，整流器
4、滤波器4，稳压器1还连接比较器，所述传感器控制电路包括传感器依次连接滤波器5、调节器、放大器1、比较器、驱动器、电子开关、显示器、检测器、线圈，过载保护电路包括检测器依次连接放大器2、继电器，所述指示器工作电路包括指示器1、指示器2、指示器3、指示器4、指示器5，指示器1依次连接风扇1、开关1，指示器2连接开关2、指示器3连接放大器2，指示器
4依次连接风扇2、开关3、滤波器4，指示器5依次连接风扇3、开关4、滤波器4。
4、滤波器4，稳压器1还连接比较器，所述传感器控制电路包括传感器依次连接滤波器5、调节器、放大器1、比较器、驱动器、电子开关、显示器、检测器、线圈，过载保护电路包括检测器依次连接放大器2、继电器，所述指示器工作电路包括指示器1、指示器2、指示器3、指示器4、指示器5，指示器1依次连接风扇1、开关1，指示器2连接开关2、指示器3连接放大器2，指示器
4依次连接风扇2、开关3、滤波器4，指示器5依次连接风扇3、开关4、滤波器4。
[0005] 所述吊架包括内外圆柱体、上下固定板，外圆柱体上端连接上固定板，下端开口插进内圆柱体上端，内圆柱体下端连接下固定板；所述悬浮地球仪，包括地球仪、磁铁，磁铁位于地球仪上部的中间位置，地球仪直径为
200cm，空芯，磁铁为圆柱形永久磁铁。
200cm，空芯，磁铁为圆柱形永久磁铁。
[0006] 优选的，一种磁悬浮地球仪，所述高压工作电源开关2为纽扣开关，放大器2为三极管C1815两只复合，继电器为JQX-13F，整流器1为D25SBA80(25A 800V) 整流桥，滤波器1为270μF/450V电解电容。
[0007] 优选的，一种磁悬浮地球仪，所述低压工作电源插座为SS—120电源插座，开关1为纽扣开关，变压器为40W输出12V、15V、24V三组电压，整流器2、整流器3分别为DB102、整流器4为KBP302，稳压器1为7812三端稳压器，稳压器2为7805三端稳压器，稳压器3为7818三端稳压器，滤波器2为470μF/25V电解电容，滤波器3为220μF/50V电解电容，滤波器4为47μF/35V。
[0008] 优选的，一种磁悬浮地球仪，所述传感器控制电路传感器为磁敏三极管，滤波器5为SCI-9920-101电磁干扰低通滤波器，调节器为WXD3-12-2W 1.2KΩ精密多圈电位器，放大器1为C1815三极管，比较器选用LM393，驱动器为NPN型C8050和PNP型C8550组成，电子开关为FGA25N120的N沟道 IGBT，显示器为机械指针式直流10A 电流表头，检测器为0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈组成，线圈为0.83漆包线绕制形成。
[0009] 优选的，一种磁悬浮地球仪，所述指示器2为绿色LED二极管，指示器3为黄色LED二极管，指示器1、指示器4、指示器5分别为红色LED二极管，所述开关3、开关4为纽扣开关，风扇1为AC220V0.14A，风扇2、风扇3分别为DC12V0.36A。
[0012] 图1为本发明专利一种磁悬浮地球仪控制器电器连接示意图；图2为本发明专利一种磁悬浮地球仪盒体内电器设置结构示意图；
图3为本发明专利一种磁悬浮地球仪吊架结构示意图；
图4为本发明专利一种磁悬浮地球仪悬浮地球仪结构示意图；
图5为本发明专利一种磁悬浮地球仪工作组合结构示意图。
图3为本发明专利一种磁悬浮地球仪吊架结构示意图；
图4为本发明专利一种磁悬浮地球仪悬浮地球仪结构示意图；
图5为本发明专利一种磁悬浮地球仪工作组合结构示意图。
具体实施方式
[0013] 本发明专利一种磁悬浮地球仪，图1、图2、图3、图4所示，包括一盒体，还包括控制器、吊架、悬浮地球仪，其特征在于所述盒体内中部有线圈，线圈中插有铁芯，线圈的底部固定有传感器，线圈上面有风扇1，盒体的右边上部有风扇2、风扇3，风扇2靠里，风扇3靠外，右边有风管1、风管2，风管1上端和风扇2连接，下端向里斜出于盒体底面，风管2上端和风扇3连接，下端向外斜出于盒体底面，盒体内左边中上部有控制器，盒体的左侧面板上从上向下有开关1、开关2、调节器、开关3、开关4；所述控制器包括高压工作电源、低压工作电源、传感器工作电路、过载保护电路、指示器工作电路；所述高压工作电源包括开关2依次连接放大器2、继电器、整流器1、滤波器1、电子开关，低压工作电源包括插座依次连接开关1、变压器，所述变压器分别依次连接整流器2、滤波器2、稳压器1、稳压器2、传感器，整流器3、滤波器3、稳压器3、驱动电路，整流器4、滤波器4，稳压器1还连接比较器，所述传感器工作电路包括传感器依次连接滤波器5、调节器、放大器1、比较器、驱动器、电子开关、显示器、检测器、线圈，过载保护电路包括检测器依次连接放大器2、继电器，所述指示器工作电路包括指示器1、指示器2、指示器3、指示器4、指示器5，指示器1依次连接风扇1、开关1，指示器2连接开关2、指示器3连接放大器2，指示器4依次连接风扇2、开关3、滤波器4，指示器5依次连接风扇3、开关4、滤波器4，各元件配合组成工作体系，形成一种磁悬浮地球仪，本悬浮地球仪体积大，质量重，旋转灵活，吊架结构简单，安装容易，控制器输出电压高，功率大，效率高，电流调节方便，工作性能稳定，公共场合演示和教学效果好。
[0014] 一种磁悬浮地球仪元件选择，开关2选用纽扣开关，放大器2选用三极管C1815两只复合，继电器选用JQX-13FDC12V，整流器1选用D25SBA80(25A 800V) 整流桥，滤波器1选用270μF/450V电解电容，插座选用SS—120电源插座，开关1选用纽扣开关，变压器选用40W输出为12V、15V、24V三组电压，整流器2、整流器3分别选用DB102、整流器4选用KBL02，稳压器1选用7812三端稳压器，稳压器2选用7805三端稳压器，稳压器3选用7818三端稳压器，滤波器
2选用470μF/25V电解电容，滤波器选用为220μF/50V电解电容，滤波器4选用47μF/35V，传感器选用磁敏三极管，滤波器5选用SCI-9920-101电磁干扰低通滤波器，调节器选用WXD3-12-
2W 1.2KΩ精密多圈电位器，放大器1选用C1815三极管，比较器选用LM393，驱动开关选用NPN型C8050和PNP型C8550组成，电子开关选用FGA25N120的N沟道 IGBT，显示器选用机械指针式直流10A 电流表头，检测器选用0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈组成，线圈选用0.83漆包线绕绕制形成，指示器2选用绿色LED二极管，指示器选用为黄色LED二极管，指示器1、指示器4、指示器5分别选用红色LED二极管，开关3、开关4选用纽扣开关，风扇1选用AC220V0.14A，风扇2、风扇3分别选用DC12V0.36A。
2选用470μF/25V电解电容，滤波器选用为220μF/50V电解电容，滤波器4选用47μF/35V，传感器选用磁敏三极管，滤波器5选用SCI-9920-101电磁干扰低通滤波器，调节器选用WXD3-12-
2W 1.2KΩ精密多圈电位器，放大器1选用C1815三极管，比较器选用LM393，驱动开关选用NPN型C8050和PNP型C8550组成，电子开关选用FGA25N120的N沟道 IGBT，显示器选用机械指针式直流10A 电流表头，检测器选用0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈组成，线圈选用0.83漆包线绕绕制形成，指示器2选用绿色LED二极管，指示器选用为黄色LED二极管，指示器1、指示器4、指示器5分别选用红色LED二极管，开关3、开关4选用纽扣开关，风扇1选用AC220V0.14A，风扇2、风扇3分别选用DC12V0.36A。
[0015] 一种磁悬浮地球仪吊架材料选择，外圆柱体选用长80cm直径6cm厚0.2cm钢管，内圆柱体选用长60cm直径5.4cm厚0.2cm钢管，上固定板选用长18cm宽10cm厚0.2cm的钢板，下固定板选用长为10cm宽10cm厚0.2cm的钢板，定位螺丝直径选用0.8cm。
[0017] 一种磁悬浮地球仪制作过程，制作盒体，设计控制器电路图，用毛笔粘上汽油稀释的柏油沥青，把电路图画在覆铜板板上，晾干放入三氯化铁溶液中腐蚀，等覆铜板未覆盖的铜片腐蚀掉后取出，再用汽油清洗覆盖的沥青，用清水反复清洗覆铜板上残留的三氯化铁，清洗后晾干即线路板制成，用30W电烙铁把选择的元件焊接在设计的线路板电路图上，把控制器中的指示器1、指示器2、指示器3、指示器4、指示器5从上到下设置在盒体左侧面板的靠里面，开关1、开关2、调节器、开关3、开关4从上到下设置在盒体左侧面板的靠外面，电源插座设置在盒体的背部面板上，机械指针式85C1直流10A电流表头设置在盒体面板的中部，盒体中部设置线圈，线圈中插入铁芯，线圈的底部固定传感器，线圈的上面设置风扇1，盒体的右边上部设置风扇2、风扇3，右边设置风管1、风管2，风管1上端和风扇2连接，下端向里斜出于盒体底面，风管2上端和风扇3连接，下端向外斜出于盒体底面，控制器设置于盒体内左边中上部。
[0018] 线圈的制作，按选用的软铁芯尺寸做线圈骨架，根据骨架大小计算线圈匝数，利用绕线机在骨架上绕13260圈为磁体线圈，把绕制好的线圈固定于盒体的下部中间位置；检测器选用0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈组成；选用长80cm直径6cm厚0.2cm钢管做外圆柱体，长60cm直径5.4cm厚0.2cm钢管做内圆柱体，外圆柱体上端焊接上固定板，距外圆柱体下端8cm处打一10cm圆孔，内圆柱体下端焊接下固定板，距下端5cm向上每隔6cm打一10cm定位圆孔，内圆柱体上端插入外圆柱体下端，向上插入可以改变外圆柱体、内圆柱体组成的长度，内圆柱体的定位圆孔对应外圆柱体圆孔插入定位螺丝，可以改变副控制器盒体的高度，达到改变磁悬浮地球仪在室内悬浮的高度； 选用厚12cm长条泡沫加工组装成直径为200cm，质量为8.6㎏空芯地球仪，地球仪的上部固定N52钕铁硼永久磁体，图3所示，圆形磁铁平面1/2露出地球仪，12.5cm在地球仪里面，里面的磁铁粘贴在桐木板上，桐木板和地球仪泡沫紧密粘贴，形成磁悬浮地球仪。
[0019] 一种磁悬浮地球仪工作原理及元器件参数。
[0020] 一种磁悬浮地球仪高压工作电路，当插座选用的SS—120电源插座插入220V交流电时，通过开关1接入选用的40W变压器，当开关1处于打开状态时，即可输出12V、15V、25V三组交流电压，15V交流电通过整流器2选用DB102桥式整流器（输出电流1A工作电压100V），形成14.3V直流电，通过滤波器2选用的470μF/25V电解电容滤波，形成约18V的直流电，再通过稳压器1选用的7812三端稳压器稳压为比较器电路供电，有通过稳压器2选用的7805三端稳压器稳压后为传感器供电，因为传感器选用的磁敏三极管工作电压为5V，变压器输出的12V交流电通过选用的整流器4，整流器4选用KBL02（输出电流4A，工作电压200V），滤波器4（22μF/35V）滤波，形成空载时输出电压约16V直流电，为风扇2、风扇3供电，当风扇工作时输出电压为12V（因为滤波电容容量小）；变压器输出的25v交流电，通过整流器3选用MB1S桥式整流器整流，滤波器3滤波，稳压器3稳压，稳压器3选用7818三端稳压器，稳压后形成稳定的18V直流电为驱动电路供电，还通过开关2为放大器2、继电器线圈供电，继电器选用JQX-13F12V，线圈工作电流50mA电压12V，放大器2选用两只C1815NPN型三极管复合，C1815的参数，集电极-射极电压50V，集电极电流150mA，符合要求，复合三极管的发射极和电源负极相接，集电极接继电器一端，继电器另一端和工作电源18V连接，为了让继电器线圈工作电压为12V，在放大器的集电极和继电器相接处串联一只100Ω电阻；继电器JQX-13F12V输出两组常开常闭触点，利用其两组常开触点的静点相接220V交流电，动点相接整流器1，整流器1选用D25SBA80(25A 800V) 整流桥，当继电器处于工作状态时，整流器1把输入的220V交流电变成约220V含有交流成分的直流电，经滤波器1选用270μF/450V电解电容滤波，成为约
280V不含交流成分的直流电，为选用FGA25N120的N沟道IGBT电子开关提供工作电源，FGA25N120可以工作在高电压大功率（1200V、50A）下的N沟道 IGBT，分为三个极，源极S接电路的负极，漏极D通过显示器、检测器和线圈一端连接，线圈另一端接入电源正极，栅极G是输入端接驱动电路，FGA25N120漏极D工作在高压电路上，因为漏极D接滤波器1输出的280V直流电，当驱动电路工作（输出18V电压）与不工作（输出0V电压），其工作电压加在FGA25N120栅极G上，使FGA25N120漏极D和源极S开关导通与关闭，形成电子开关，本电路线圈的反峰电压高于工作电压2—3倍，FGA25N120可工作在高电压1200V情况下，符合要求。
280V不含交流成分的直流电，为选用FGA25N120的N沟道IGBT电子开关提供工作电源，FGA25N120可以工作在高电压大功率（1200V、50A）下的N沟道 IGBT，分为三个极，源极S接电路的负极，漏极D通过显示器、检测器和线圈一端连接，线圈另一端接入电源正极，栅极G是输入端接驱动电路，FGA25N120漏极D工作在高压电路上，因为漏极D接滤波器1输出的280V直流电，当驱动电路工作（输出18V电压）与不工作（输出0V电压），其工作电压加在FGA25N120栅极G上，使FGA25N120漏极D和源极S开关导通与关闭，形成电子开关，本电路线圈的反峰电压高于工作电压2—3倍，FGA25N120可工作在高电压1200V情况下，符合要求。
[0021] 传感器工作电路，传感器选用磁敏三极管，磁敏三极管是在磁敏二极管的基础上设计的一种磁电转换器件，由于采用的是硅材料，因而其稳定性比较高，温漂系数比较小；磁敏三极管属双极型晶体管结构，它具有正、反向磁灵敏度极性和有确定的磁敏感面N和S，磁敏三极管和普通三极管一样具有基极b、集电极c、发射极e，由于它的工作特性，在本电路中基极b接电源负极、发射极e接电源正极、集电极c输出信号,这样为磁敏传感器形成工作条件，地球仪上部设置永久磁铁，图4所示，永久磁体选用直径120mm厚25mm的N52钕铁硼磁铁，钕铁硼磁铁为至目前为止具有最强磁力的永久磁铁，它和普通磁铁一样有两个面，一面是N极另一面也就是S极，在地球仪上部设置的N52钕铁硼磁铁上面为S极，盒体里的电磁铁线圈下面为N极（电磁铁线圈磁场的N、S极可以改变线圈的电流方向予以调整），图2、图5所示，电磁铁线圈下面和永久磁铁的上面形成异性相吸才能正常工作。
[0022] 当磁悬浮地球仪工作时，磁敏三极管受到悬浮地球仪上的磁铁磁场作用，磁敏三极管集电极c输出的信号（电压）和滤波器5连接，滤波5选用SCI-9920-101电磁干扰低通滤波器，因为磁敏元件三极管工作在线圈电磁场和永久磁场中，受到电磁场干扰作用，使受到的永久磁铁磁场作用输出的2.5—4.3V信号不稳定，通过选用的SCI-9920-101电磁干扰低通滤波器后，工作输出的2.5—4.3V信号基本稳定，再通过下级调节器送入放大器1的基极，调节器选用WXD3-12-2W1.2KΩ多圈线绕电位器，多圈线绕电位器是一种电阻丝在环状骨架上绕制成，可以通过多圈转动的机械角度来使阻值变化的电位器，多圈线绕电位器能进行精密的调整，多圈线绕电位器具有高精度、稳定性好、温度系数小，接触可靠等优点，并且耐高温，功率负荷能力强；使用调节器调节可为放大器1基极提供一定的工作电压，放大器1选用C1815三极管，放大器1的基极要工作在一个相对范围的电压下，必须慢慢调接调节器让放大器1基极电压在0.60-0.62V间，集电极输出6.20V-5.86.间（放大器1工作电压为12V，放大器1一方面具有放大作用，另一方面起到输出电压扩展作用），集电极输出连接比较器LM393，LM393比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器，LM393电压比较器的特性，比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系)：当“+”输入端电压高于“—”输入端时，电压比较器输出为高电平；当“+”输入端电压低于“—”输入端时，电压比较器输出为低电平，简单的说它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平，也就说具有模拟电路输入，数字电路输出功能，变换速率快功能；在电路中比较器LM393“—”2脚输入端的设置电压为6.00V，放大器1集电极输出高于6.00V，比较器LM393“+”输入端电压高于“—”输入端6.00V，电压比较器输出为高电平；放大器1集电极输出低于6.00V，比较器LM393“+”输入端电压低于“—”输入端6.00V，电压比较器输出为低电平；这里悬浮地球仪靠近传感器磁敏三极管时，三极管集电极输出电压升高，放大器1的集电极电压高，集电极输出电压低，连接比较器，使比较器输出低电平0V电压；悬浮地球仪远离传感器磁敏三极管时，三极管集电极输出电压降低，放大器1的集电极电压底，集电极输出电压高，连接比较器，使比较器输出高电平12V电压；比较器输出连接驱动电路，驱动电路采用NPN型C8050和PNP型C8550组成两个极性互补的推挽电路，这两种驱动三极管都具有最大工作电压30V、最大工作电流1A、VBE为12V的特性，将输出端的输出脉冲电压提高到18V左右（驱动电路工作电压为18v ），以满足电子开关选用的FGA25N120管的驱动要求。
[0023] 当比较器输出低电平，驱动电路不工作，电子开关FGA25N120的栅极G得不到18V工作电压，源极S和漏极D开关断开，电磁铁线圈得不到工作电压，当比较器输出高电平，驱动电路工作，电子开关FGA25N120的栅极G得到18V工作电压，源极S和漏极D开关闭合，电磁铁线圈得到工作电压，产生电磁场，下端为N极。
[0024] 在工作中，地球仪上部附带的永久磁铁（上端S极）受控制器1固定的电磁体异性相吸，图5所示，当永久磁铁靠近电磁铁一定位置时，磁敏三极管发出信息（高电压）让线圈电磁铁断电，永久磁铁和地球仪受重力作用下落，当永久磁铁下落时磁敏三极管发出信息（低电压）让线圈电磁铁通电，通电断电的控制为调节器、放大器1、比较器、驱动器完成，开关为FGA25N120（电路中的电子开关）完成，使悬浮的地球仪在1.52m位置（吊架调整设置）上下悬浮，由于电子控制和电子开关的速度快，控制电压调整合理，最后形成地球仪动态平衡，在1.52m高度上稳定的悬浮。
[0025] 一种磁悬浮地球仪过载保护电路，电子开关输出的电流通过显示器、检测器到线圈，显示器为机械指针式直流10A 电流表头，检测器选用0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈组成，电流在0-6A通过显示器、0.90㎜漆包线，相当通过电阻为0.005Ω的一导线，电流非常畅通的加在电磁铁的线圈上，干簧管通常由两个软磁性材料簧片做成的，这些簧片触点被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙以构成开关的常开触点，无一定磁场强度时断开金属簧片的触点，有一定磁场强度时金属簧片的触点闭合；检测器的设置，在电子开关输出≤4.3A电流，检测器选用0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈组成，0.90㎜漆包线在干簧管上绕13圈，就是干簧管插入螺旋管中，通电螺旋管电流越大磁场越强，检测器的设置，电子开关输出 >4.3A电流，检测器的干簧管受到环绕的线圈磁场强度作用，其金属簧片触点闭合，连接的放大器2，放大器2选用NPN型C1815三极管两只复合，放大和开关性能大大提高，检测器干簧管金属簧片触点闭合使放大器2三极管基极电压降低（低于0.6V），放大器1三极管的集电极和发射极开关断开，继电器线圈失掉工作电压，继电器的输出常开端离开，整流器1输入端得不到220V交流电，电子开关处于不工作状态，悬浮地球仪停止工作，起到了过载保护作用（电磁铁线圈电流大于4.3A发热严重）。
[0026] 风扇和指示器工作电路，当插座插入220V交流电，开关1闭合，风扇1选用AC220V0.14A，接通220V交流电即可工作，连接的指示器1（中间串联有电阻）得到工作电压，指示器1绿色LED二极管点亮，显示线路低压电源和散热风扇工作；当开关2闭合，稳压器3输出的18V电压连接指示器2（中间串联有电阻），指示器2点亮，稳压器3输出的18V电压还连接放大器2，使高压电源工作，因而指示器2红色LED二极管点亮显示高压电路工作；当检测器检测到高压电流输出过载，干簧管触点闭合，放大器2不工作，集电极通过继电器线圈连接的电压为指示器3提供工作电源，指示器3黄色LED二极管点亮，显示高压电源电流过载，保护电磁铁的线圈不过于发热损坏；风扇2通过开关3连接滤波器4，当开关3处于闭合状态时，滤波器4输出12V（空载时电压约约16V）接入风扇2，风扇2选用DC12V0.36A，当风扇2接通12V工作电压，风扇2工作，风扇2通过软管的出口斜向里吹风，风吹在悬浮地球仪上部面右边，使悬浮地球仪逆时针旋转，同时连接的指示器4接通工作电源，指示器点亮，指示器4红色LED二极管点亮显示悬浮地球仪逆时针动力工作；风扇3通过开关4连接滤波器4，当开关4处于闭合状态时，滤波器4输出12V（空载时电压约约16V）接入风扇3，风扇3选用DC12V0.36A，当风扇3接通12V工作电压，风扇3工作，风扇3通过软管的出口斜向外吹风，风吹在悬浮地球仪上面部右边向前，使悬浮地球仪顺时针旋转，同时连接的指示器5接通工作电源，指示器点亮，指示器5红色LED二极管点亮显示悬浮地球仪顺时针动力工作。
[0027] 一种磁悬浮地球仪使用过程，把磁悬浮地球仪的吊架图3所示，上固定板用膨胀螺丝固定在室内的天花板上，吊架下固定板和控制器盒体用螺丝固定，调节吊架的内圆柱体的定位圆孔与外圆柱体的下部圆孔重合，设置磁悬浮地球仪高度1.52m（地球仪上部永久磁体距地面位置），插入定位螺丝予以拧紧。
[0028] 将控制器的插座插入220v交流电，打开开关1低压电源工作，指示器1绿色的LED二极管点亮，风扇1工作，为盒体线圈和电子器件散热，打开开关2，高压电源工作，为线路电子开关连接的元件通入工作电源，指示器2红色的LED二极管点亮，人站在桌子上用左手将地球仪提起靠近控制器盒体的磁敏三极管时，右手调节调节器电位器使显示器的电流显示3A，此时电磁铁线圈对地球仪有一定的吸力，手松开地球仪，地球仪会受重力作用掉下来，再用手将地球仪提起靠近控制器盒体的磁敏三极管，慢慢调节调节器电位器使显示器的电流显示3.2A，手松开地球仪，地球仪就不会掉下来，此时，地球仪受电磁铁吸力作用向上再靠近磁敏三极管时，电磁铁线圈断电，地球仪受重力作用向下远离磁敏三极管时，电磁铁线圈通电，地球仪有上下抖动现象，进一步调节调节器，地球仪可达到稳定悬浮状态。
[0029] 打开盒体左侧面板开关3，盒体内风扇2工作，风管1下端斜对里出于盒体下部，地球仪逆时针转动，同样，打开开关4风扇3工作，风管2下端斜对外出于盒体下部，地球仪顺时针转动；关闭开关3和开关4风扇2和风扇3不工作，地球仪静止转动，同时打开开关3和开关4，地球仪静止但有时出现轻微抖动，建议不要同时打开开关3和开关4，保证地球仪工作的稳定性。
[0030] 本发明专利一种磁悬浮地球仪，吊架结构简单，安装和高度调节方便，可以随意改变副控制器盒体的高度，达到改变磁悬浮地球仪在室内悬浮的高度；悬浮地球仪体积大质量重，控制器功率大，工作电压高，工作性能稳定，公共场合演示和教学效果好，有一定的推广和使用价值。
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