2022-12-07 09:44:31 由 yihong 發表
概括
用磁通計和亥姆霍茲線圈測量磁矩是測試永磁材料的一種簡便方法。 其他值，如工作磁通密度 (Bd)、工作場強 (Hd)、矯頑力 (Hc)、剩余磁通密度 (Br) 和最大能量積 (BHmax) 可以從測量的力矩值中導出。 雖然這種方法不如滯后測量準確，但測量過程簡單，數值有用且可靠，設備成本也大大降低。
進行力矩測量
Lake Shore 的 480 型磁通計和亥姆霍茲線圈的特點簡化了測量過程。 480 型磁通計在通電時自動從線圈連接器中的 PROM 中檢索線圈電阻和亥姆霍茲常數。 只需要兩個通量計設置：量程和單位選擇，單位為 MOMENT = weber·cm。
當與 Helmholtz 線圈一起使用時，當磁鐵放置在線圈之間與線圈軸對齊并旋轉 180 度或撤回時，磁通計會提供測試樣品的磁矩值。480 型可輕松進行磁矩測量 單次樣品提取、帶樣品旋轉的雙次提取或樣品在線圈內旋轉。 可靠的測量更多地取決于始終如一地遵守記錄的測試程序和操作員對測量方法的舒適度，而不是選擇更好的測試方法。 記錄此值以用于后續計算。 磁通計和亥姆霍茲線圈也可以與非磁性樣品夾具一起使用，以確保連續測試樣品的一致性。
Model 480 Fluxmeter
FH-6 Helmholtz Coil
反沖磁導率和磁導系數值
除了測得的磁矩值外，后續計算還需要被測磁體的反沖磁導率（mrec）和磁導系數（Bd/Hd）值。 反沖磁導率可從磁鐵供應商規格表中獲得。 磁導系數是磁體幾何形狀（例如長度和直徑）的函數。 特定磁體的特定磁導系數可以從已發布的方程式或圖表中獲得； 例如，參見 Rollin J. Parker 的永磁學進展（John Wiley and Sons，1990 年）。 這些公式中使用的磁性長度并不總是磁鐵的物理長度。 對于恒定的橫截面，可以假設高矯頑力磁體、磁長度和物理長度相等。 對于鋁鎳鈷磁鐵，磁性長度約為磁鐵物理長度的 70%。
圖 1 是以下公式的圖形表示：
圖 1：第二象限
導出本征通量密度
永磁體測試中感興趣的磁矩通常定義為每單位體積磁體的固有磁通密度。 基于磁矩測量和測量的磁體體積，可以計算固有磁通密度 Bdi。
為了計算方便，將每平方厘米的韋伯轉換為高斯：
計算正常工作點（場強）
計算正常工作點（通量密度）
計算剩余通量密度
計算矯頑力（直線近似）
如果磁體材料在第二象限中表現出明顯的拐點，則該值將不準確。
計算磁鐵最大能量積
例子
27 級釹鐵硼磁鐵的實際測量值和計算值如下所示。 對于 0.226 立方厘米的磁鐵體積，磁鐵的直徑為 0.375 英寸，長為 0.125 英寸。
供應商值是：
基于 0.333 的長徑比，滲透系數為 0.861。
使用 480 型磁通計和 FH-6 亥姆霍茲線圈，測量樣品的磁矩：
設計和制造亥姆霍茲線圈
Lake Shore 的 Helmholtz 線圈易于使用，并包含工廠校準。對于首選本地制造線圈組的應用，此處包含構造、纏繞和校準 Helmholtz 線圈的設計參數。 最終盤管直徑通常由可用材料決定。對于超過 4 英寸的盤管直徑，工程塑料非常昂貴。一些重型 PVC 排水管可以采用雙盤管形式。 圖 2 說明了與線圈和測試樣本大小相關的設計規則。
圖 2：亥姆霍茲線圈設計規則
可以使用以下公式計算或測量本地制造線圈的亥姆霍茲線圈常數 K。 當線圈正常纏繞時，計算值的精度為5%至10%。亥姆霍茲常數以韋伯·厘米每伏·秒表示，可以減少到厘米； 480 型磁通計設計用于以厘米為單位輸入亥姆霍茲線圈常數。
為了獲得更高的精度，亥姆霍茲常數可以從直流電流施加到線圈時產生的磁場的高斯計讀數中導出。 注意：確保施加的電流不超過線圈線尺寸的額定值。 精度取決于所使用的儀器以及將高斯計探頭定位在線圈組中心時所采取的謹慎措施。 精度優于 1% 是可能的。 精確測量每個供應電流產生的場會產生一個有時稱為線圈靈敏度的值。 如果線圈靈敏度表示為高斯每安培，
如果線圈靈敏度以毫特斯拉每安培為單位，
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