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	亥姆霍茲線圈"測量原理

更新時間：2011.10.09 瀏覽次數(shù)：

亥姆霍茲線圈"測量原理
一、概述
　　用磁通計（表）檢測永磁體時通常采用“提拉法”，對已充磁樣品用扁平線圈進行套磁通這種方法直觀而有效，但缺點是對每種不同規(guī)格的樣品，必須做不同尺寸的線圈，嚴格來說對非常薄的樣品，檢測線圈的制備難度也是較大的，費事而低效。
　　用亥姆霍茲線圈測量磁通，在一定程度上可以解決上述問題，因而近年來國內(nèi)永磁體生產(chǎn)廠家廣泛的采用這種方法對批量產(chǎn)品進行檢測。
二、亥姆霍茲測量裝置的特點
　　亥姆霍茲測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，這二種簡單的操作都可實現(xiàn)測量。根據(jù)其原理，對被檢樣品的幾何形狀沒有任何限制，如圓柱形、圓片形、矩形、瓦形等，均能適應(yīng)（對多對磁極不適用）。
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，亥姆霍茲裝置測得的值要低。但是，在一般批量測量時，其著眼點是判定產(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，而在亥姆霍茲線圈中測得815也是無關(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，用亥姆霍茲線圈裝置測量樣品時，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)和來實現(xiàn)。
四、亥姆霍茲線圈筒外徑與被測樣品最大外徑關(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，沒有一定的重復性就不能用于做定量檢測。
　　在亥姆霍茲線圈裝置的測量中，人為誤差的來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(qū)域，只要樣品放入這個區(qū)域讀取檢測值，一般對于同種規(guī)格的樣品人為誤差引入0.2～0.5%FS之間是可以實現(xiàn)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(xù)增大被測樣品的外徑人為誤差就會增大很快（系被測樣品不能全部放入“磁場的均勻區(qū)”所至），同時也增大了操作難度及檢測速度。
　　可行性驗證并不困難，把亥姆霍茲線圈接入磁通表按常規(guī)使用方法操作儀器，主要是零點要盡量調(diào)校好——漂移愈慢愈好。這時將被測樣品放入筒內(nèi)讀數(shù)據(jù)（沿充磁方向放入或取出，不能亂拋），對同一樣品反復多次測量。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量次數(shù)得到一個平均數(shù)，取這個數(shù)的整數(shù)部分，把前兩位重復數(shù)值照寫，得到一個新的三位數(shù)，這個三位數(shù)我們暫且認為它就是準確值（不包括儀器誤差）。然后再進行誤差運算評估，即將得到的人為附加誤差與儀器精度進行比較。
　　這個過程是在某一種產(chǎn)品首次用本裝置檢測時所必須的過程（并非是每次使用都要這樣進行），一般選取的三位有效數(shù)字進行評估，如果末位字跳動較大時應(yīng)選取4位數(shù)進行評估。
六、亥姆霍茲線圈匝常數(shù)的更改
　　在對不同產(chǎn)品，特別是新產(chǎn)品進行檢測分選時，對亥姆霍茲線圈匝常數(shù)的增減有時是不可避免的。方法如下：
　　將原有已知匝數(shù)的線圈接入磁通表，對要測的樣品進行常規(guī)測量，將測量值除以匝數(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)，進行簡單運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)上下對稱增減，在繞制方向相同時采用：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為好。并且將匝常數(shù)記錄在檢測裝置上，以備下次更改時做參考。


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