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	亥姆霍茲線圈"測(cè)量原理

更新時(shí)間：2011.10.09 瀏覽次數(shù)：

亥姆霍茲線圈"測(cè)量原理
一、概述
　　用磁通計(jì)（表）檢測(cè)永磁體時(shí)通常采用“提拉法”，對(duì)已充磁樣品用扁平線圈進(jìn)行套磁通這種方法直觀而有效，但缺點(diǎn)是對(duì)每種不同規(guī)格的樣品，必須做不同尺寸的線圈，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)對(duì)非常薄的樣品，檢測(cè)線圈的制備難度也是較大的，費(fèi)事而低效。
　　用亥姆霍茲線圈測(cè)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(guó)內(nèi)永磁體生產(chǎn)廠家廣泛的采用這種方法對(duì)批量產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。
二、亥姆霍茲測(cè)量裝置的特點(diǎn)
　　亥姆霍茲測(cè)量裝置是一種由一定直徑與高度比的兩組線圈組成的筒形測(cè)量裝置。將樣品按充磁方向放入筒內(nèi)，或從筒內(nèi)取出，這二種簡(jiǎn)單的操作都可實(shí)現(xiàn)測(cè)量。根據(jù)其原理，對(duì)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(yīng)（對(duì)多對(duì)磁極不適用）。
三、亥姆霍茲裝置的使用
　　“亥姆霍茲”線圈為適應(yīng)多種尺寸規(guī)格的產(chǎn)品，因而線圈框架較大，包圍的面積也大。與緊密線圈法相比，在相同的匝常數(shù)情況下，亥姆霍茲裝置測(cè)得的值要低。但是，在一般批量測(cè)量時(shí)，其著眼點(diǎn)是判定產(chǎn)品合格與否，對(duì)具體值不關(guān)注。例如：對(duì)被測(cè)磁體的磁通為1320為合格，而在亥姆霍茲線圈中測(cè)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(cè)精度，用亥姆霍茲線圈裝置測(cè)量樣品時(shí)，必須顯示三位或三位以上有效數(shù)字，這可以用選擇不同的量程檔位及改變亥姆霍茲線圈匝數(shù)相結(jié)和來(lái)實(shí)現(xiàn)。
四、亥姆霍茲線圈筒外徑與被測(cè)樣品最大外徑關(guān)系
　　該裝置可以適應(yīng)較多幾何尺寸形狀的樣品進(jìn)行檢測(cè)，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為亥姆霍茲線圈直徑）
　　縱向70%H（H為亥姆霍茲線圈高度的1/2）
五、可行性驗(yàn)證
　　任何一種裝置是否能用于定量檢測(cè)，首要的前提就是檢測(cè)值的重復(fù)性，重復(fù)性越高則人為檢測(cè)誤差就越小，沒(méi)有一定的重復(fù)性就不能用于做定量檢測(cè)。
　　在亥姆霍茲線圈裝置的測(cè)量中，人為誤差的來(lái)源在于樣品放入筒中位置的不重復(fù)造成。被測(cè)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(cè)樣品不能靠近筒的邊緣放入或取出時(shí)讀磁通。
　　前面二項(xiàng)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(qū)域，只要樣品放入這個(gè)區(qū)域讀取檢測(cè)值，一般對(duì)于同種規(guī)格的樣品人為誤差引入0.2～0.5%FS之間是可以實(shí)現(xiàn)的。既達(dá)到一定的檢測(cè)精度，又提高了檢測(cè)速度，這是我們所預(yù)期的。繼續(xù)增大被測(cè)樣品的外徑人為誤差就會(huì)增大很快（系被測(cè)樣品不能全部放入“磁場(chǎng)的均勻區(qū)”所至），同時(shí)也增大了操作難度及檢測(cè)速度。
　　可行性驗(yàn)證并不困難，把亥姆霍茲線圈接入磁通表按常規(guī)使用方法操作儀器，主要是零點(diǎn)要盡量調(diào)校好——漂移愈慢愈好。這時(shí)將被測(cè)樣品放入筒內(nèi)讀數(shù)據(jù)（沿充磁方向放入或取出，不能亂拋），對(duì)同一樣品反復(fù)多次測(cè)量。讀取一系列的數(shù)據(jù)如812、813、812、814，等等，再將這一系列數(shù)據(jù)的末位值相加除以測(cè)量次數(shù)得到一個(gè)平均數(shù)，取這個(gè)數(shù)的整數(shù)部分，把前兩位重復(fù)數(shù)值照寫(xiě)，得到一個(gè)新的三位數(shù)，這個(gè)三位數(shù)我們暫且認(rèn)為它就是準(zhǔn)確值（不包括儀器誤差）。然后再進(jìn)行誤差運(yùn)算評(píng)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(cè)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(shù)字進(jìn)行評(píng)估，如果末位字跳動(dòng)較大時(shí)應(yīng)選取4位數(shù)進(jìn)行評(píng)估。
六、亥姆霍茲線圈匝常數(shù)的更改
　　在對(duì)不同產(chǎn)品，特別是新產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)分選時(shí)，對(duì)亥姆霍茲線圈匝常數(shù)的增減有時(shí)是不可避免的。方法如下：
　　將原有已知匝數(shù)的線圈接入磁通表，對(duì)要測(cè)的樣品進(jìn)行常規(guī)測(cè)量，將測(cè)量值除以匝數(shù)得到每一匝的毫伏數(shù)(毫伏/匝)。根據(jù)希望在表上顯示的讀數(shù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算即可得知需要的匝數(shù)。值得注意的是亥姆霍茲兩組線圈應(yīng)上下對(duì)稱增減，在繞制方向相同時(shí)采用：首-尾-首-尾串聯(lián)。
七、線圈線徑的選擇
　　根據(jù)要繞的匝數(shù)多少選擇不同的線徑，在線槽能繞下的前提下選擇線徑略粗一點(diǎn)為好。并且將匝常數(shù)記錄在檢測(cè)裝置上，以備下次更改時(shí)做參考。


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