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采用提拉法测试永磁材料磁矩拉出距离的分析建议使用FE-2100MD稀土永磁品质参数测试仪

来源:
www.fe2100.com
2019/07/16 15:00
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  采用提拉法测试样品磁通(磁矩),与提拉距离与线圈的线圈常数以及被测磁体的磁矩(体积、形状和材料磁特性)有关联。一般没有明确的规定和细致分析,而是根据经验来操作。即小型磁钢拉出距离大于1m左右,大型磁钢甚至要求拉出3m以上。

在采用一维亥姆霍兹线圈测试磁钢磁矩时,一般采用样品在线圈中进行翻转,对应测试值为2倍磁矩更方便准确。

  在使用三维亥姆霍兹线圈对磁钢进行分量磁矩的检测,不便进行磁体翻转,需要对拉出距离进行一定分析后确定。下面举例是针对直径160mm的单匝标准一维亥姆霍兹线圈,按磁体样品主轴方向与线圈平面正交,使感应相对线圈最大,从线圈中心水平拉到不同距离,观察磁通和磁场强度的变化(对亥姆霍兹上、下线圈的作用)来进行分析,材料选择N35磁钢。

一、磁场分析

 1、线圈磁通与相应位置的比例表(上下线圈的磁通总和)

样品N35(X,Y)

0m,40mm

0.5m,40mm

1.0m,40mm

1.5m,40mm

Φ5*5mm

1.05002*10-6 Wb

-4.3034*10-9 Wb

-1.02932*10-9 Wb

-5.0048*10-10 Wb

1

4.098 

0.980 

0.477 

Φ10*10mm

8.4141*10-6 Wb

-3.4157*10-8 Wb

-8.2297*10-9 Wb

-4.0036*10-9 Wb

1

4.060 

0.978 

0.476 

2、线圈磁场值与相应位置比例表(上下线圈表面的中心点对应磁场)

 

样品N35

0m,40mm

0.5m,40mm

1.0m,40mm

1.5m,40mm

Φ5*5mm

284.6558uT

0.1072 uT

0.0258 uT

0.0125 uT

1

0.3766 

0.0906 

0.0439 

Φ10*10mm

2254.8 uT

0.8587 uT

0.2066 uT

0.1004 uT

1

0.3808 

0.0916 

0.0445 

3、中心磁场与位移磁场分布图:

4、获得结论: 不同尺寸样品对相同距离的磁场削减比例基本相同。

二、计算分析:

  据此,为简单计算,我们可以根据被测试样品的总磁矩来确定材料的拉出距离对测试磁通(磁矩)真值的影响。并根据线圈常数确定线圈对应的匝数来计算磁通近似结果,以及按磁通(磁矩)要求的最小分辨率来确定移除距离。

  例:继续按160mm线圈,线圈常数设计按K=0.005cm计算,要求磁矩分辨率达到0.1uWb*cm来考量。采用湖南永逸科技有限公司设计的FE-2100MD稀土永磁品质参数测试仪”对两个规格的磁通(磁矩)进行计算(见下图界面):

 

获得两款磁钢对应的磁通和磁矩分别为:

1),Φ5*5mm样品:Φ=2.359mWbm=118 uWb*cm

2),Φ10*10mm样品,Φ=18.85mWbm=942.5 uWb*cm

  根据要求分辨率达到0.1uWb*cm条件,即Φ5*5mm样品要求衰减1000倍,Φ10*10mm要求衰减10000倍左右,参考“磁场分析”中磁通感应衰减比例系数,Φ5*5mm样品拉出1m即可,Φ10*10mm需要拉出距离超过1.5m

三、建议:用户可直接参考“磁场分析”中,磁通衰减比例,根据被测试磁钢的总磁矩,以及磁矩分辨率的最小要求,自己计算和确定拉出距离。也可在环境磁场比较稳定的空间中,将被测磁钢水平拉远到一定距离,磁钢进行翻转,观察对应线圈的磁通变化量进行确定(该方法的计算可参考“磁场分析”中与相应位置比例表),在此不再进行相关计算分析。