磁偏角測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種磁偏角測量系統(tǒng)，包括依次電連接的磁場檢測裝置、信號處理系統(tǒng)和顯示終端。所述磁場檢測裝置包括支撐架、亥姆霍茲線圈、測試臺和測試滑軌單元，所述亥姆霍茲線圈和所述測試臺分別支撐于所述支撐架，所述測試臺位于所述亥姆霍茲線圈的幾何中心位置。所述測試滑軌單元包括測試滑軌和動力部，所述測試滑軌的長度大于或等于所述亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的磁場的半徑，所述測試滑軌的一端固定于所述支撐架并抵接于所述測試臺，其另一端與所述動力部連接，所述動力部驅(qū)動所述測試臺沿所述測試滑軌運動。與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的磁偏角測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、測量穩(wěn)定性好，準確度高、測試效率快。
【專利說明】
磁偏角測量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及測量系統(tǒng)，尤其涉及一種測試磁性材料器件性能的磁偏角測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)過充磁后的永磁體其磁化矢量方向一般應與其幾何軸線一致，由于制造誤差、取向場偏差以及充磁磁場偏差等多種原因，會存在一個夾角，這個夾角稱為磁化矢量方向偏角，即磁偏角。磁偏角是衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標之一。
[0003]在磁粉壓型取向、機械加工以及充磁階段都會對成品磁體的磁偏角造成影響。磁偏角對精密磁性器件尤其是精密磁懸浮器件的性能有著重要影響，也一直是困擾精密磁懸浮器件研究的一個重要難題。對于經(jīng)過充磁后的永磁體樣品的品質(zhì)檢驗，磁偏角數(shù)據(jù)成為買賣雙方之間判別磁材質(zhì)量的重要依據(jù)，是永磁材料重要品質(zhì)之一，可通過磁偏角測量系統(tǒng)測量。
[0004]相關(guān)技術(shù)的磁偏角測量系統(tǒng)包括磁場檢測裝置，所述磁場檢測裝置包括支撐架、亥姆霍茲線圈和測試臺，所述亥姆霍茲線圈和所述測試臺分別支撐于所述支撐架。相關(guān)技術(shù)的磁偏角測量系統(tǒng)測試永磁體樣品時，將所述永磁體樣品放置于所述測試臺，通過手動方式移動永磁體切割磁力線，從而達到測試目的。然而，相關(guān)技術(shù)的磁偏角測量系統(tǒng)因手工作業(yè)，動作一致性難以保證，導致測量誤差較大，測試效率低下。
[0005]因此，有必要提供一種新的磁偏角測量系統(tǒng)解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、高準確度高、測試效率快的磁偏角測量系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明提供一種磁偏角測量系統(tǒng)，包括依次電連接的磁場檢測裝置、信號處理系統(tǒng)和顯示終端。所述磁場檢測裝置包括支撐架、亥姆霍茲線圈、測試臺和測試滑軌單元，所述亥姆霍茲線圈和所述測試臺分別支撐于所述支撐架，所述測試臺位于所述亥姆霍茲線圈的幾何中心位置。所述測試滑軌單元包括測試滑軌和動力部，所述測試滑軌的長度大于或等于所述亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的磁場的有效半徑，所述測試滑軌的一端固定于所述支撐架并抵接于所述測試臺，其另一端與所述動力部連接，所述動力部驅(qū)動所述測試臺沿所述測試滑軌運動。
[0008]優(yōu)選的，所述信號處理系統(tǒng)包括依次電連接的多通道積分模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和信號處理器，所述亥姆霍茲線圈與所述多通道積分模塊電連接，所述顯示終端與所述信號處理器電連接。
[0009]優(yōu)選的，所述動力部包括電機和同步帶，所述同步帶的一端固定于所述測試臺，另一端固定于所述電機。
[0010]優(yōu)選的，所述電機為伺服電機。
[0011]優(yōu)選的，所述亥姆霍茲線圈為三軸亥姆霍茲線圈，所述多通道積分模塊為三通道積分模塊。
[0012]優(yōu)選的，所述亥姆霍茲線圈常數(shù)滿足如下關(guān)系:
[0013]kx〈2X10—3m;
[0014]ky〈2X10—3m;
[0015]kz〈4X10—3m;
[0016]且所述亥姆霍茲線圈的中心區(qū)域的磁場變化率不大于±0.1%;
[0017]其中，kx、ky、kz分別為所述亥姆霍茲線圈的X軸亥姆霍茲線圈常數(shù)、Y軸亥姆霍茲線圈常數(shù)和Z軸的亥姆霍茲線圈常數(shù)，m為單位:米。
[0018]優(yōu)選的，所述磁偏角測量系統(tǒng)還包括傳送導軌和載物臺，所述傳送導軌與所述測試滑軌連接，所述載物臺活動卡設于所述傳送導軌并沿所述傳送導軌運動。
[0019]優(yōu)選的，所述傳送導軌的長度大于兩米。
[0020]優(yōu)選的，所述載物臺在所述傳送導軌的運動速度為0.1?1.5米每秒且可調(diào)。
[0021]優(yōu)選的，所述顯示終端包括分別與所述信號處理器電連接的顯示屏、工控計算機和信號輸入裝置。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的磁偏角測量系統(tǒng)在測量永磁體樣品的磁偏角時，將所述永磁體樣品置于所述測試臺，通過所述動力部驅(qū)動所述測試臺沿所述測試滑軌運動從而切割磁力線，避免了人工不一致移動被測物所產(chǎn)生的誤差，提高了測試準確度和工作效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明磁偏角測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖2為本發(fā)明磁偏角測量系統(tǒng)的磁場檢測裝置與傳送導軌及載物臺裝配的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步說明。
[0026]請同時參閱圖1和圖2，其中，圖1為本發(fā)明磁偏角測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明磁偏角測量系統(tǒng)的磁場檢測裝置與傳送導軌及載物臺裝配的立體結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供一種磁偏角測量系統(tǒng)10，包括磁場檢測裝置1、信號處理系統(tǒng)2、顯示終端3、傳送導軌4和載物臺5。所述磁場檢測裝置1、信號處理系統(tǒng)2和顯示終端3依次電連接，所述傳送導軌4與所述磁場檢測裝置I連接，所述載物臺5活動卡設于所述傳送導軌4并沿所述傳送導軌4運動。
[0027]所述磁場檢測裝置I包括支撐架11、亥姆霍茲線圈12、測試臺13和測試滑軌單元14。所述亥姆霍茲線圈12和所述測試臺13分別支撐于所述支撐架11，所述測試臺13位于所述亥姆霍茲線圈12的幾何中心位置。因所述測試臺13用于放置待測永磁體樣品(未圖示)，將其設置于所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場的中心位置，即磁場勻均區(qū)，以提高測量精度。需要說明的是，所述亥姆霍茲線圈12支撐于所述支撐架11時，為保證所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，此時為將所述亥姆霍茲線圈12固定于支撐架11;而本發(fā)明的磁偏角測量系統(tǒng)10中的所謂“所述亥姆霍茲線圈12的幾何中心位置”是指亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場的均勻區(qū)。所述測試滑軌單元14包括測試滑軌141和動力部142，所述測試滑軌141的一端固定于所述支撐架11并抵接于所述測試臺13，其另一端與所述動力部142連接，所述動力部142驅(qū)動所述測試臺13沿所述測試滑軌141運動，從而使得待測永磁體樣品可根據(jù)測試需要在所述磁場中勻速或變速運動而切割磁力線，實現(xiàn)測試的自動控制，避免了人為移動所述待測永磁體樣品而產(chǎn)生的誤差，提高了測試精度和效率。本實施方式中，所述測試滑軌141的長度大于或等于所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場的有效半徑。所謂“有效半徑”，本實施方式中為該磁場能正常提供測試條件的磁場范圍的半徑。該結(jié)構(gòu)可以使待測永磁體樣品隨著所述測試臺13在所述磁場中有充分的運動距離而完全切割磁力線，進一步提高了所述磁偏角測量系統(tǒng)1的測試精度。
[0028]具體的，所述動力部142包括電機1421和同步帶(未圖示)。同步帶的一端固定于所述測試臺13，另一端固定于所述電機1421。所述電機1421為伺服電機，便于精確控制所述測試臺13的運動。所述電機1421通過帶動所述同步帶使所述測試臺13沿所述測試滑軌141運動，即帶動所述測試臺13上的待測永磁體樣品運動切割磁力線。
[0029]需要說明的是，待測永磁體樣品在所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場中進行測試時，為避免誤差，提高測試準確度，位于磁場范圍內(nèi)的部件應為非導磁材料制成，即支撐架U、測試臺13、測試滑軌141和同步帶均為非導磁材料制成，例如木質(zhì)材料、鋁制材料、塑料等，以減少對磁場穩(wěn)定性的影響。
[0030]所述信號處理系統(tǒng)2包括依次電連接的多通道積分模塊21、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22和信號處理器23，所述亥姆霍茲線圈12與所述多通道積分模塊21電連接，所述顯示終端3與所述信號處理器23電連接。
[0031]具體的，所述顯示終端3包括分別與所述信號處理器23電連接的顯示屏31、工控計算機32和信號輸入裝置33。
[0032]本實施方式中，所述亥姆霍茲線圈12為三軸亥姆霍茲線圈，S卩X軸亥姆霍茲線圈121、Y軸亥姆霍茲線圈122和Z軸亥姆霍茲線圈123，所述多通道積分模塊21為三通道積分模塊，所述三軸亥姆霍茲線圈用于產(chǎn)生三維磁場，所述三通道積分模塊則可對所述X軸亥姆霍茲線圈121、Υ軸亥姆霍茲線圈122和Z軸亥姆霍茲線圈123產(chǎn)生的信號進行積分處理，從而可以更精確的測試所述待測永磁體樣品的磁偏角等品質(zhì)性能。
[0033]具體的，所述亥姆霍茲線圈12常數(shù)滿足如下關(guān)系:
[0034]kx〈2X10—3m;
[0035]ky〈2X10—3m;
[0036]kz〈4X10—3m;
[0037]且所述亥姆霍茲線圈12的中心區(qū)域的磁場變化率不大于±0.1%;
[0038]其中，kx、ky、kz分別為所述亥姆霍茲線圈12的X軸亥姆霍茲線圈常數(shù)、Y軸亥姆霍茲線圈常數(shù)和Z軸亥姆霍茲線圈常數(shù)，m為單位米?！八龊ツ坊羝澗€圈的中心區(qū)域的磁場變化率不大于±0.1%”是指所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場的中心區(qū)(即均勻區(qū))的變化波動范圍不超過±0.1%。
[0039]上述結(jié)構(gòu)使得所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場均勻區(qū)范圍為10mmX 10mmX100mm，準確度誤差小于或等于0.3% ;均勾區(qū)范圍為130mmX 130mmX 130mm，準確度誤差小于或等于1.0%。當然，所述三軸亥姆霍茲線圈的常數(shù)設計并非限于此，其原理都一樣。
[0040]所述傳送導軌4與所述測試滑軌141連接，所述載物臺5活動卡設于所述傳送導軌4并沿所述傳送導軌4運動。本實施方式中，為了使所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場不受干擾，所述傳送導軌4的長度設置大于兩米。
[0041 ]本發(fā)明的磁偏角測量系統(tǒng)10的工作原理如下:
[0042]將所述待測永磁體樣品置于所述測試臺13，通過所述電機1421帶動所述同步帶使所述測試臺13沿所述測試滑軌141運動，即帶動所述測試臺13上的待測永磁體樣品在所述亥姆霍茲線圈12產(chǎn)生的磁場內(nèi)運動并切割磁力線產(chǎn)生電信號:X軸亥姆霍茲線圈電信號、Y軸亥姆霍茲線圈電信號和Z軸亥姆霍茲線圈電信號，所述電信號依次通過所述信號處理系統(tǒng)2的多通道積分模塊21、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22和信號處理器23進行信號處理和計算，最終將所述待測永磁體樣品的磁偏角、磁矩等品質(zhì)性能參數(shù)顯示于所述顯示屏31。所述工控計算機32和信號輸入裝置33用于控制磁場信號、數(shù)據(jù)處理等參數(shù)設置，其中，所述顯示屏31可為液晶顯示器，所述信號輸入裝置33可為鍵盤；
[0043]當所述待測永磁體樣品測試完成后，所述載物臺5沿所述傳送導軌4將測試完成的所述待測永磁體樣品傳至樣品回收處，即所述待測永磁體樣品測試完后被傳出兩米以外的位置，而所述載物臺5在所述傳送導軌4上的運動速度為0.1?1.5米每秒且可調(diào)，即傳送過程中速度可以在0.1?1.5米每秒之間調(diào)節(jié)。
[0044]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的磁偏角測量系統(tǒng)在測量永磁體樣品的磁偏角等性能時，將所述永磁體樣品置于所述測試臺，通過所述動力部驅(qū)動所述測試臺沿所述測試滑軌運動從而切割磁力線，避免了人工移動所述測試臺所產(chǎn)生的誤差，提高了測試準確度和測試效率。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種磁偏角測量系統(tǒng)，包括依次電連接的磁場檢測裝置、信號處理系統(tǒng)和顯示終端，其特征在于:所述磁場檢測裝置包括支撐架、亥姆霍茲線圈、測試臺和測試滑軌單元，所述亥姆霍茲線圈和所述測試臺分別支撐于所述支撐架，所述測試臺位于所述亥姆霍茲線圈的幾何中心位置，所述測試滑軌單元包括測試滑軌和動力部，所述測試滑軌的長度大于或等于所述亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的磁場的有效半徑，所述測試滑軌的一端固定于所述支撐架并抵接于所述測試臺，其另一端與所述動力部連接，所述動力部驅(qū)動所述測試臺沿所述測試滑軌運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述信號處理裝置包括依次電連接的多通道積分模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和信號處理器，所述亥姆霍茲線圈與所述多通道積分模塊電連接，所述顯示終端與所述信號處理器電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述動力部包括電機和同步帶，所述同步帶的一端固定于所述測試臺，另一端固定于所述電機。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述電機為伺服電機。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述亥姆霍茲線圈為三軸亥姆霍茲線圈，其包括X軸亥姆霍茲線圈、Y軸亥姆霍茲線圈和Z軸亥姆霍茲線圈，所述多通道積分模塊為三通道積分模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述亥姆霍茲線圈常數(shù)滿足如下關(guān)系: kx〈2X10—3m; ky〈2X10—3m; kz〈4X10—3m; 且所述亥姆霍茲線圈的中心區(qū)域的磁場變化率不大于±0.1%; 其中，kx、ky、kz分別為所述亥姆霍茲線圈的X軸亥姆霍茲線圈常數(shù)、Y軸亥姆霍茲線圈常數(shù)和Z軸的亥姆霍茲線圈常數(shù)，m為單位:米。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述磁偏角測量系統(tǒng)還包括傳送導軌和載物臺，所述傳送導軌與所述測試滑軌連接，所述載物臺活動卡設于所述傳送導軌并沿所述傳送導軌運動。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述傳送導軌的長度大于兩米。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述載物臺在所述傳送導軌的運動速度為0.1?1.5米每秒且可調(diào)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偏角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示終端包括分別與所述信號處理器電連接的顯示屏、工控計算機和信號輸入裝置。
【文檔編號】G01R33/02GK105823993SQ201610141701
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】孫夢翔, 陳杭武, 錢曉力, 楊陽
【申請人】寧波市計量測試研究院（寧波市衡器管理所）