常用的磁测量仪器有:磁通计、特斯拉计(又称高斯计)、磁强计。磁通计用来测量磁感应通量,特斯拉计用来测量表面磁场强度或气隙磁场强度,磁强计用来测量综合磁性能。所有仪器使用前应仔细阅读说明书,按说明书要求预热,预热后按说明书要求操作。
2. 使用特斯拉计(高斯计)进行测量
特斯拉计一般用于测量磁性材料的表面磁场强度,具体来说是表面中心的场强度。
测量前应按说明书预热仪器,然后检查、调整零点,使不测量时示值示为“0”。注意:使用过程中不得调节霍尔电流。更换探头时,应按探头说明书在仪器热态下调节霍尔电流磁通量计算公式,并在适当位置标注霍尔电流参数值。可经常检查电流值,应为规定值。
测量表面场的方法无法准确获得综合磁参数(如剩磁、矫顽力、磁能积等),通常以上下限标准的中心场数据作为合格判断的参考数据。此方法适用于n、m系列,但对h及以上系列精度较差。一般而言,不同尺寸(圆柱体或晶片)的中心场可按照以下公式计算:
h=br*k/√(1+5.28*k*k) (gs) 其中:br——标称剩磁
k——圆柱体或圆盘的长径比或块体在磁化方向上的短边长度与其它两个方向的比值。对于长宽相差较大的产品,k=取向长度/sqr(长度*宽度)
更准确的计算公式:
h=br*k/√(1+(4+32/l)*k*k)(gs)
l——块体在磁化方向上的长度
32——探头测试系数参数(0.5*64)
特斯拉计探头中霍尔板位置的确定:一般来说霍尔板只有1*1~2*3平方毫米左右大小,厚度约0.3~0.5mm磁通量计算公式,且不在探头的前端,有时需要确定霍尔板的位置,可采用以下方法确定霍尔板的位置:将探头置于被磁化产品表面,此时特斯拉计读数不为零,探头一路向外延伸,当特斯拉计读数为零时即为霍尔板前沿。用铅笔或记号笔沿产品外边界线做记号;将探头向反方向延伸(此时探头只有小部分与磁铁接触),当特斯拉计读数为零时,做记号,两个记号的中间位置即为霍尔板的实际位置。确定霍尔板位置时,应使用直径大于10~15mm的产品。
特斯拉计的优点是可以测试一个大立方体不同位置处的表面场的大小,一个小的圆柱体或圆盘两个端面的磁场大小,判断一块(件)产品的磁性能的一致性。
1. 使用磁通计进行测量
磁通计一般直接测量探头线圈的磁感应通量,最常用的是配有霍尔姆-赫兹线圈的磁通计,此方法多与标准样品进行对比,以判断产品的合格性。
磁通计使用前必须按规定预热,使用过程中必须调整积分漂移,使漂移保持在规定的范围内。每次测量前必须复位,以释放积分电容的残余电荷或漂移积分电荷。
当磁体的磁路闭合时,可用磁通计测量并计算剩磁,具体计算方法为:
br=φ/n/s
式中:φ——磁通量
n——线圈匝数
s——磁铁截面积
使用磁通计测试产品质量时,被测样品与线圈的相对位置必须与标准样品与线圈的相对位置相同。如果对产品的性能范围有严格要求,应留存有性能上限和下限的产品,以便进行校准和检验。
2. 使用磁力计进行测量
测磁仪测出的磁数据比较全,可以测量并记录退磁曲线,得到比较完整的磁参数,具体可以参考设备说明书,这里就不一一赘述了。
异形产品的测量有时需要制作专用工具,并进行专门的计算,以避免测量误差,具体请参阅磁性测量仪器或相关磁性材料的说明书。
3. 不同使用温度要求产品的测量
当产品有温度要求时,有磁性能计的用户可以先进行饱和磁化贝语网校,然后在规定温度下放入水或油中烘烤或煮沸,然后直接测试并记录退磁曲线。当需要更多参数时,供应商可以提供产品测试曲线或通过第三方测试获得相关参数。不建议用户购买“温度特性磁性能计”(因为价格昂贵,不能经常使用)。
4. 磁性测量的特别注意事项
(1)由于NdFeB磁性材料固有的不可逆损耗,重复试验的结果可能会低于第一次试验的性能;
(2)成品检测后,通过施加反向磁场很难完全消磁,对某些产品来说,磁化可能会给产品的安装带来不便;
(3)被测样品不能用磁场退磁,只能用时效退磁。其它热退磁方法可能对材料产生不良影响;热退磁对镀层也有极其有害的影响;
(4)对于镀镍产品,由于镍属于铁磁性物质,会降低原产品的外在性能,请在选择产品的镀层及性能时考虑这一点。
(5)无论是磁通计还是特斯拉计都无法获得完整的磁性能参数;
(6)试验时,样品及环境温度应在23~25℃范围内,试验报告中应注明试验时的环境温度。
(7)一般来说,较薄的产品,无论是否电镀,其磁性能参数都很难直接测量。但可以采用上述方法,用磁通计测量剩磁。结合特斯拉计测量中心场,可以更可靠地确定N系列和M系列产品的性能。
5. 关于磁化
当磁铁的长度与充磁线圈距离较近时进行充磁,磁铁的垂直中心位置应与充磁线圈的垂直中心位置重合,这样可以保证磁铁两端磁场强度相等,保证充磁的对称性,减少因充磁方式不同而造成磁铁两端表面磁场强度相等。
理论上,充磁线圈两端的磁场强度为线圈中心磁场强度的1/2。当磁铁接近充磁线圈长度时,H、SH系列产品可能无法饱和充磁。当磁场强度不够大时,即使是M、N系列产品也无法饱和充磁。一般情况下,充磁磁铁的长度最好小于充磁线圈的2/3。
6. 磁铁易磁化方向(取向方向)的判定
对于方形块体和垂直轴向取向的圆柱体,存在着辨别取向(易磁化方向)的问题,可以利用磁化产品或者借用仪器进行辨别,具体方法如下:
1)利用已充磁产品进行鉴别:对于方形块体,由于材料的各向异性,磁粒均按取向方向排列,因此取向方向易磁化,磁化后异极间吸引力较大,而非取向方向吸引力较小,因此可用此方法识别、判定取向方向;检测所用的磁铁应稍大一些,磁铁较小时吸引力大小差别不易分辨;对于垂直轴向取向的圆柱体,一般只能用已充磁的磁铁进行检测:用磁铁吸住圆柱体表面,将圆柱体向上提,其与地面垂直的方向即为取向磁化方向;
2)用磁通计进行识别:可以在方形材料上贴一块磁铁,磁铁的方向垂直于磁通线圈,磁通值比较大的一侧为取向面,垂直于这一侧的方向为取向方向。
