磁通計(jì)是一種測(cè)量磁通量的儀器,磁通量是指穿過(guò)某一面積的磁通量的多少。我們?cè)跈z測(cè)釹鐵硼,釤鈷等永磁體過(guò)程中,磁通值是一項(xiàng)非常重要的檢測(cè)指標(biāo),它不僅反映出磁體單一磁通值,更主要檢測(cè)同一批次的一致性。那么如何正確使用磁通計(jì)?通常需要以下幾個(gè)步驟:
在使用磁通計(jì)時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):
永磁材料是指在無(wú)外磁場(chǎng)作用下能夠保持磁性的材料,如釹鐵硼(Nd-Fe-B)、釤鈷(SmCo)、鋁鎳鈷(Alnico)等。永磁材料的檢測(cè)是為了確保其性能和質(zhì)量,以下是一些常見的永磁材料的檢測(cè)儀器:
這些儀器可以單獨(dú)使用,也可以組合使用,以全面評(píng)估永磁材料的性能。檢測(cè)結(jié)果可以幫助制造商優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程,確保產(chǎn)品質(zhì)量,并滿足不同應(yīng)用的需求。
例如,釹鐵硼(Nd-Fe-B)磁鐵是一種高性能的永磁材料,其性能主要通過(guò)以下參數(shù)來(lái)描述:
這些參數(shù)對(duì)于選擇合適的釹鐵硼磁鐵非常重要,因?yàn)樗鼈儧Q定了磁鐵在特定應(yīng)用中的性能和可靠性。
高斯計(jì)的工作原理主要是應(yīng)用霍爾效應(yīng):一載流導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中時(shí),由于洛倫茲力的作用,會(huì)在與磁場(chǎng)和電流二者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢(shì)差,高斯計(jì)就是基于霍爾效應(yīng)的原理進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量的儀器,霍爾探頭在磁場(chǎng)中因霍爾效應(yīng)而產(chǎn)生霍爾電壓,測(cè)量?jī)x器根據(jù)霍爾電壓和已知的霍爾系數(shù)換算出磁場(chǎng)強(qiáng)度值。
首先,打開高斯計(jì)之后,預(yù)熱3-5分鐘。確保周圍2米內(nèi)無(wú)干擾磁場(chǎng)后,清零ZERO。確保室溫和磁鐵穩(wěn)定在20攝氏度左右。
然后使用高斯計(jì)探針(一般為軸向探頭)末端,與被測(cè)磁鐵表面輕壓接觸,注意避免探頭過(guò)度折彎,保持探頭末端與測(cè)量面貼緊,并且要與被測(cè)面呈水平狀態(tài),讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)。一般在測(cè)量同一規(guī)格的產(chǎn)品時(shí),盡量測(cè)試的點(diǎn)位接近同一位置,以保證數(shù)值的有效性。
一般來(lái)說(shuō),表磁的測(cè)量數(shù)值偏差在5%左右,這是因?yàn)榇盆F間本身的內(nèi)稟屬性和尺寸不同的差異。更大的偏差則是來(lái)自于測(cè)量點(diǎn)無(wú)法確保是同一位置造成的偏差。即便是同一個(gè)檢驗(yàn)員測(cè)量同一塊磁鐵,測(cè)的的數(shù)值都會(huì)不同。因此,表磁強(qiáng)度作為一個(gè)參考。如果需要檢測(cè)同批次的一致性,或者是不同批次間的差異,更好的選擇方式是測(cè)量磁通值。后面我們會(huì)單獨(dú)來(lái)討論。
除了單向的測(cè)量高斯計(jì),還有能測(cè)量三維磁場(chǎng)的霍爾探頭,通過(guò)測(cè)量?jī)x器的換算,同時(shí)可以顯示X、Y、Z軸方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度,通過(guò)三角函數(shù)換算可得出最大的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
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表磁是指一個(gè)測(cè)量點(diǎn),確切來(lái)說(shuō)是一個(gè)小的測(cè)量區(qū)域的數(shù)值,而磁體的磁場(chǎng)分布是變化的,所以不同點(diǎn)的表磁一般是不同的。對(duì)于需要使用空間磁場(chǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,通常會(huì)將表磁或者某個(gè)指定點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值作為一項(xiàng)重要的技術(shù)要求。
表磁與磁鐵的長(zhǎng)徑比(磁鐵的高度與直徑之比,這里默認(rèn)高度或者厚度是磁鐵的磁化方向)有關(guān),高徑比值越大表磁越高,即磁化方向尺寸越大,表磁越高;垂直于磁化方向的表面積越大,表磁越低 。此外,不同廠家高斯計(jì)上的霍爾元件不同,對(duì)同一磁體所測(cè)量出來(lái)的表磁也略有差異。
磁通物理學(xué)的定義是垂直于某一面積所通過(guò)的磁力線的多少,我們簡(jiǎn)單的理解就是衡量整體磁性大小的物理量,單位是Wb,用Φ來(lái)表示,Φ=B×S,B代表磁感應(yīng)強(qiáng)度,S代表磁極面積,也就是說(shuō)磁通的大小取決于磁極面積和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
磁通的測(cè)量?jī)x器是磁通計(jì),配合亥姆霍茲線圈不僅可以測(cè)量磁通,還可以計(jì)算其磁矩,因?yàn)榇磐ǖ臏y(cè)量數(shù)值會(huì)隨磁通計(jì)和亥姆霍茲線圈的參數(shù)變化而變化。磁通和磁矩,就像是重量與質(zhì)量的區(qū)別,重量受引力常數(shù)影響,同一個(gè)物體在地球和火星上的重量是不一樣的,但是質(zhì)量是一樣的。同理,受線圈匝數(shù)的影響,不同磁通計(jì)和線圈測(cè)量同一塊磁體的磁通結(jié)果可能是不一樣的,但是磁體的磁矩是一樣的。
當(dāng)磁體處于開路狀態(tài)時(shí),可通過(guò)磁通換算磁矩的方法,計(jì)算工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際剩磁值Bdi(也叫本質(zhì)磁通密度),Bdi=Φ*線圈常數(shù)/磁體體積。
一般來(lái)說(shuō),我們建議客戶使用磁通來(lái)作為參考來(lái)評(píng)估同一批磁鐵產(chǎn)品的一致性。因?yàn)楸泶诺臏y(cè)量是某一點(diǎn)的高斯值,即便是同一塊磁鐵由不同檢測(cè)人員和不同次的測(cè)量很可能不是同一個(gè)點(diǎn)位,因此測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果本身就存在較大的誤差。而磁通的測(cè)量相對(duì)會(huì)準(zhǔn)確很多。因此,我們建議使用磁通作為一致性的參考,表磁作為一個(gè)輔助參考。
一般來(lái)說(shuō),同一批磁體的磁通一致性會(huì)在3%以內(nèi),批次間的磁通值可能也會(huì)有1%左右的差異。希望以上信息對(duì)大家有所幫助。
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