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亥姆霍茲線(xiàn)圈"測量原理
 
更新時(shí)間:2011.10.09 瀏覽次數:
 
亥姆霍茲線(xiàn)圈"測量原理
一、概述
  用磁通計(表)檢測永磁體時(shí)通常采用“提拉法”,對已充磁樣品用扁平線(xiàn)圈進(jìn)行套磁通這種方法直觀(guān)而有效,但缺點(diǎn)是對每種不同規格的樣品,必須做不同尺寸的線(xiàn)圈,嚴格來(lái)說(shuō)對非常薄的樣品,檢測線(xiàn)圈的制備難度也是較大的,費事而低效。
  用亥姆霍茲線(xiàn)圈測量磁通,在一定程度上可以解決上述問(wèn)題,因而近年來(lái)國內永磁體生產(chǎn)廠(chǎng)家廣泛的采用這種方法對批量產(chǎn)品進(jìn)行檢測。
二、亥姆霍茲測量裝置的特點(diǎn)
  亥姆霍茲測量裝置是一種由一定直徑與高度比的兩組線(xiàn)圈組成的筒形測量裝置。將樣品按充磁方向放入筒內,或從筒內取出,這二種簡(jiǎn)單的操作都可實(shí)現測量。根據其原理,對被檢樣品的幾何形狀沒(méi)有任何限制,如圓柱形、圓片形、矩形、瓦形等,均能適應(對多對磁極不適用)。
三、亥姆霍茲裝置的使用
  “亥姆霍茲”線(xiàn)圈為適應多種尺寸規格的產(chǎn)品,因而線(xiàn)圈框架較大,包圍的面積也大。與緊密線(xiàn)圈法相比,在相同的匝常數情況下,亥姆霍茲裝置測得的值要低。但是,在一般批量測量時(shí),其著(zhù)眼點(diǎn)是判定產(chǎn)品合格與否,對具體值不關(guān)注。例如:對被測磁體的磁通為1320為合格,而在亥姆霍茲線(xiàn)圈中測得815也是無(wú)關(guān)緊要的,只要將合格品要求的上、下限按新的比例要求降下來(lái)即可。但值得注意的是,由于目前的磁通表大約精度都在0.5%~5%之間,為了發(fā)揮表的檢測精度,用亥姆霍茲線(xiàn)圈裝置測量樣品時(shí),必須顯示三位或三位以上有效數字,這可以用選擇不同的量程檔位及改變亥姆霍茲線(xiàn)圈匝數相結和來(lái)實(shí)現。
四、亥姆霍茲線(xiàn)圈筒外徑與被測樣品最大外徑關(guān)系
  該裝置可以適應較多幾何尺寸形狀的樣品進(jìn)行檢測,但最大外徑也有一定的限度,大體的比例關(guān)系如下:
  徑向60%D(D為亥姆霍茲線(xiàn)圈直徑)
  縱向70%H(H為亥姆霍茲線(xiàn)圈高度的1/2)
五、可行性驗證
  任何一種裝置是否能用于定量檢測,首要的前提就是檢測值的重復性,重復性越高則人為檢測誤差就越小,沒(méi)有一定的重復性就不能用于做定量檢測。
  在亥姆霍茲線(xiàn)圈裝置的測量中,人為誤差的來(lái)源在于樣品放入筒中位置的不重復造成。被測樣品的幾何中心位置盡量與筒的中心位置重合或者靠近,被測樣品不能靠近筒的邊緣放入或取出時(shí)讀磁通。
  前面二項中所述之徑向60%D和縱向70%H就是樣品每次放入或取出的區域,只要樣品放入這個(gè)區域讀取檢測值,一般對于同種規格的樣品人為誤差引入0.2~0.5%FS之間是可以實(shí)現的。既達到一定的檢測精度,又提高了檢測速度,這是我們所預期的。繼續增大被測樣品的外徑人為誤差就會(huì )增大很快(系被測樣品不能全部放入“磁場(chǎng)的均勻區”所至),同時(shí)也增大了操作難度及檢測速度。
  可行性驗證并不困難,把亥姆霍茲線(xiàn)圈接入磁通表按常規使用方法操作儀器,主要是零點(diǎn)要盡量調校好——漂移愈慢愈好。這時(shí)將被測樣品放入筒內讀數據(沿充磁方向放入或取出,不能亂拋),對同一樣品反復多次測量。讀取一系列的數據如812、813、812、814,等等,再將這一系列數據的末位值相加除以測量次數得到一個(gè)平均數,取這個(gè)數的整數部分,把前兩位重復數值照寫(xiě),得到一個(gè)新的三位數,這個(gè)三位數我們暫且認為它就是準確值(不包括儀器誤差)。然后再進(jìn)行誤差運算評估,即將得到的人為附加誤差與儀器精度進(jìn)行比較。
  這個(gè)過(guò)程是在某一種產(chǎn)品首次用本裝置檢測時(shí)所必須的過(guò)程(并非是每次使用都要這樣進(jìn)行),一般選取的三位有效數字進(jìn)行評估,如果末位字跳動(dòng)較大時(shí)應選取4位數進(jìn)行評估。
六、亥姆霍茲線(xiàn)圈匝常數的更改
  在對不同產(chǎn)品,特別是新產(chǎn)品進(jìn)行檢測分選時(shí),對亥姆霍茲線(xiàn)圈匝常數的增減有時(shí)是不可避免的。方法如下:
  將原有已知匝數的線(xiàn)圈接入磁通表,對要測的樣品進(jìn)行常規測量,將測量值除以匝數得到每一匝的毫伏數(毫伏/匝)。根據希望在表上顯示的讀數,進(jìn)行簡(jiǎn)單運算即可得知需要的匝數。值得注意的是亥姆霍茲兩組線(xiàn)圈應上下對稱(chēng)增減,在繞制方向相同時(shí)采用:首-尾-首-尾串聯(lián)。
七、線(xiàn)圈線(xiàn)徑的選擇
  根據要繞的匝數多少選擇不同的線(xiàn)徑,在線(xiàn)槽能繞下的前提下選擇線(xiàn)徑略粗一點(diǎn)為好。并且將匝常數記錄在檢測裝置上,以備下次更改時(shí)做參考。
 
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