让更多的人认识磁测

让更多的人认识磁测

——磁性材料测量技术概析

胡特

（湖南省联众科技有限公司 417000）

摘要：以应用为核心的磁性材料器件在研制之初就必须明确其磁性能是否满足应用需求是作为其价值的主要量度。磁性材料行业要进入新的发展期，需在应用磁性能上取得新的突破。让行业内更多的基础研究人员对永磁材料和软磁材料的磁性能测量方法有整体的了解，把磁测技术更好应用到磁性材料制造，磁性器件生产，磁性零件集成应用的各个进程中，定能为磁性材料行业的发展加注澎湃动力!

关键词：永磁材料；软磁材料；磁性测量；磁性能

Magnetic measurement technology analysis

Hu Te

(Hunan Linkjoin Technology Co.Ltd. Loudi 417000. China.)

Abstract：With application as the core device of magnetic materials in the beginning of development must be clear whether the magnetic can meet the application requirements as the main measure of the value. Magnetic materials industry will enter a new stage, the need for breakthroughs in the application of magnetic.Right-of-way. Industry more researchers of permanent magnetic material and the basis of magnetic measurement method of soft magnetic materials have a whole understanding and the application of magnetic measurement technology better to the magnetic materials, magnetic device production, in the process of integrated application of various magnetic parts, for the development of magnetic materials industry filling surging power!

Key words： permanent magnet material；Soft magnetic materials; Magnetic measurement; Magnetic Property

引言：

磁性测量作为一门测量学科，不仅需要扎实的磁性理论知识，同时还要能充分了解各类磁性材料和磁性器件的应用场合，并具备实验条件，因此学习磁测一直较为冷门。本文以磁测技术作为理论支撑，结合磁性材料生产企业和磁性零件制造与应用企业在生产过程中的应用实践，对永磁材料和软磁材料磁性能测试方法作简要介绍，同时列举磁测研究过程中的注意事项，希望能推动行业内众企业共同进步。

1永磁材料及其磁性能测量方法

1.1 永磁材料磁特性及其分类

永磁材料又称“硬磁材料”，是指在外加的磁化场消失以后材料仍能保留较强磁性的材料。永磁材料具有高的剩余磁感应强度B r ，矫顽力H c和最大磁能积（BH max）。现阶段的永磁材料主要有：金属永磁材料，软磁铁氧体材料，稀土系永磁材料和其他复合永磁材料[1]。

1.2 永磁材料磁性能检测方案

1.2.1 永磁体表磁测试方案

永磁体在经过磁化后会具有很强的磁性，若想知道永磁体所在空间某处的磁场分布，最直观方法的就是用高斯计（又称特斯拉计）测试这点的磁感应强度B（单位T/Gs）。高斯计是根据霍尔效应原理制作的，在垂直于磁场和电流的方向产生电动势，这就是霍尔效应,如图一所示。从公式中可以看出，对于一定的霍尔器件，只要通过的电流I恒定不变，便可以通过霍尔器件间接测定磁场H。由于用霍尔效应测量磁场时能够连续线性地读数、方法简单、使用寿命长，并能测量小空间和小间隙的磁场，因此霍尔效应法已经成为磁场测量中的一种重要方法。

图一

在用高斯计测试磁场时，有几点需要注意：

1，霍尔芯片一般放置在高斯计探头的尖端位置，测试时首先要确定好霍尔片的放置方向，

一般高斯计都有横向探头或纵向探头，测试时应确保磁场方向垂直于霍尔片，此时测出磁场为此处最大值。

2，2，在测试永磁体磁场时，需要考虑空间磁场对测试结果的影响，地磁场根据地域区别可能会有0.1~0.5Gs的影响，而周围其他永磁体或通电设备对测试磁场的影响也应该充分考虑。

3，3，霍尔元件在不同磁场下存在着出电压与磁场变化呈非线性关系，因此在测试强磁场时应对霍尔探头的非线性进行修正。一般当测试磁场大于2.0T时，就需要对霍尔探头进行非线性修正。对于强磁场还可以根据磁通感应原理，利用磁通计搭配磁场测量线圈来测试B值，此方法在磁通计测试原理里面会讲述。

利用高斯计测试磁场的原理，结合计算机技术，目前市场上有许多用于测试永磁电机转子，多极充磁的磁环或磁条的空间磁场测量装置。这类设备往往采用移动霍尔探头或测试永磁体的办法，对霍尔探头感应到的实时磁场用计算机采样并绘制成图，在测试完成后在计算机上直观显示所测试区域内磁场的分布。对于多极充磁的磁环或磁条，软件还能自动识别出充磁级数，磁极磁场峰值，磁夹角等参数。用上述空间磁场测量装置也可以对软磁材料在磁化状态下的空间磁场分布进行研究。

1.2.2 永磁体磁通检测方案

磁通计是根据电磁感应定律设计的，应用电子积分器原理，通过配合不同的感应线圈,可用于各种永磁体感应磁通量的测量及空间磁场强度的测量。需要注意的是磁通测量的主要意义在于对批量永磁体性能进行比对，从公式Φ= NBS（式中N为线圈匝数，B为磁感应强度单位T，Φ为磁通单位Wb，S为面积单位m²）可以看出，磁通计搭配线圈的匝数，面积不一样，测试磁通结果会有很大差别。当然根据上述公式我们可以设计标准的磁场线圈，将其匝数，面积进行标定，搭配磁通计可以直接测试磁场，主要应用在不适合高斯计测试的超强磁场或高脉冲磁场。对形状各异的小体积磁钢可采用磁通计搭配Helmholtz线圈测试磁通，在Helmholtz线圈均匀区内测试小磁钢能在很大程度上避免因操作而引起的磁通测试误差。Helmholtz线圈还可以测试出永磁体的磁矩，磁矩才是是永磁体磁性的本质体现。我们无法通过磁通值直接比较出磁性能（不同的线圈，不同的提拉磁通方法，测出的磁通值都不同），而根据磁矩大小是可以直接比较永磁体磁性能的。磁矩计算公式如下： M = K * Ф

其中： M – 磁体的磁矩，单位： Wb*cm