基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置制造方法及图纸

一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置，它包括磁路模块、霍尔

【技术实现步骤摘要】
基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置
(一)
：
[0001]本技术涉及一维磁特性测量领域，具体是一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置。
(二)
技术介绍

[0002]在电机、变压器等电工装备实际运行过程中，往往存在多个物理场同时作用，比如外界温度、机械应力等。这些因素的存在会对磁特性测量造成极大影响，并且这些物理场之间是相互影响的。为了更加贴近实际工作环境以及精确测量电工钢片的磁特性，就需要研究多物理场耦合对磁特性测量的影响。而在现有的一维磁特性测量装置设计时，基本上都只考虑单一物理场下的磁特性，而单一工况是不足以达到精准测量的要求。
[0003]在现有的考虑应力的磁特性测量装置中，没有考虑施加应力时，样片产生弯曲形变的情况，特别是对于厚度较薄的待测样片。也没有关于在施加应力时，用于避免待测样品发生弯曲的抗弯曲装置内容。另外，在传统单片测量法中，对于上磁轭本身重量会使待测样片承受较大应力的问题，目前，也并未对该内容进行考虑。
(三)
技术实现思路
：
[0004]本技术的目的在于提供一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置，它能够解决现有技术的不足，本技术可实现电工钢片在温度场和应力场耦合的矢量磁特性测量。弥补了只考虑单一工况的不足，可有效提高测量精度，更符合实际工况。
[0005]本技术的技术方案：一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置，其特征在于它包括磁路模块、霍尔
‑
线圈传感器模块、温度加载模块、预应力加载模块；
[0006]所述磁路模块包括两个水平对称布置的C型磁轭，所述两个磁轭的支腿部位分别缠绕激磁线圈；所述霍尔
‑
线圈传感器模块及温度加载模块设置于防弯曲装置上；所述防弯曲装置设置于两个水平对称布置的C型磁轭之间；所述防弯曲装置内夹放待测样片；所述预应力加载模块对待测样片施加力。
[0007]所述霍尔
‑
线圈传感器模块包括包括B线圈和霍尔元件传感器；磁感应强度由B线圈测量，磁场强度由霍尔元件传感器测量。
[0008]所述B线圈通过绝缘胶固定在PCB电路板中心区域上，霍尔元件传感器设置于另一PCB电路板上，绕制成圆形的B线圈嵌套着霍尔元件传感器，两个电路板之间设有保证B线圈表面与霍尔元件传感器表面始终在同一水平线上的垫板。
[0009]所述霍尔
‑
线圈传感器四周设有便于顺利引出信号线与电源线的出线孔。
[0010]所述霍尔元件传感器型号为HAL3726DJ
‑
A，工作温度范围在
‑
40℃～170℃；其电源引脚VDD与外部电源连接，接地引脚GND信号线接地，输出引脚OUT通过信号线连接外部数据采集卡。
[0011]所述垫板的高度为1.65mm。
[0012]所述温度加载模块包括云母加热片及片式测温探头；云母加热片及片式测温探头
设置于防弯曲装置上并与待测样片贴合，可进行局部温度的加载。
[0013]所述的温度加载模块设有一个云母加热片和两个片式测温探头；所述片式测温探头连接测温装置，测温装置选择型号为WSS
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WST411
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DTM
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491的高精度数显双金属温度表，其测量范围在
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50℃～200℃。
[0014]所述待测样片的一端被夹钳和夹板夹住，另一端被固定夹板夹住。
[0015]所述预应力加载模块采用直线电机对待测样片施加拉力或压力；直线电机与夹钳之间通过丝杆连接，夹钳通过导轨限位；直线电机与丝杆之间设有压力传感器。
[0016]所述丝杆通过固定夹件固定在底板上，底板下部设有支撑台，支撑台置于底座上。
[0017]所述压力传感器连接应力检测仪器，能够准确地实时监测待测样片拉力和压力的数值。
[0018]所述防弯曲装置采用聚醚醚酮(PEEK)材料制成，防弯曲装置上开槽，用于放置云母加热片、片式测温探头、霍尔
‑
线圈复合传感器以及导线。
[0019]所述磁路模块固定在底座上。
[0020]所述防弯曲装置四周固定，并固定在底座上，底部中心区域设有线槽孔。
[0021]所述两个水平对称布置的C型磁轭分别固定在底座上，“门”型固定件将左右磁轭进行“嵌套”式固定。
[0022]一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置的测量方法，包括以下步骤：
[0023]步骤一：将云母加热片，片式测温探头以及霍尔
‑
线圈复合传感器对应放入防弯曲装置内部凹槽；将待测样片放入防弯曲装置左右夹板之间并固定；
[0024]步骤二：在磁轭支腿位置缠绕激磁线圈，激磁线圈采用串联方式进行连接；调节合适的磁轭位置夹紧待测样片，并将左右磁轭进行固定；
[0025]步骤三：待测样片一端固定在固定夹板上，另一端放入夹钳和夹板之间并进行固定；
[0026]步骤四：驱动直线电机，对待测样品施加拉力或压力，通过压力传感器记录数据；
[0027]步骤五：通过温度加载模块中的云母加热片对待测样片施加预设温度；
[0028]步骤六：通过激磁线圈使待测样片周围产生磁场；
[0029]步骤七：通过霍尔
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线圈复合传感器将样片的B、H信号采集到数据采集卡进行数据分析，来获取待测样片产生的磁场特性；
[0030]步骤八：记录应力数据、温度和磁场特性；
[0031]步骤九：重复步骤四
‑
步骤八，测量在不同应力和温度下的磁场特性。
[0032]本技术的优点及有益效果是：1.本技术可实现电工钢片在温度场和应力场耦合的矢量磁特性测量。弥补了只考虑单一工况的不足，可有效提高测量精度，更符合实际工况。2.本技术设计的磁路模块由两个双C型磁轭水平对称布置，可避免由于上磁轭本身重量使样片承受过大应力带来的影响。3.本技术防弯曲装置采用聚醚醚酮(PEEK)材料构成，目的在于防止厚度较薄的叠片在压缩应力下发生弯曲，允许将压缩应力水平施加在样片上。4.本技术使用霍尔元件传感器也可避免由于挤压等原因造成H线圈匝数不准以及不能紧贴待测样片的情况。本技术的霍尔元件型号为HAL3726DJ
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A。该霍尔元件有着精度高，体积小，重量轻等优点，很容易集成在IC器件中。5.本技术中的霍尔元
件的引脚焊接在下PCB电路板上，其电源引脚VDD与外部电源连接，接地引脚GND信号线接地，输出引脚OUT通过信号线连接外部数据采集卡。B线圈绕制成圆形，嵌套着霍尔元件传感器，B线圈表面与霍尔元件传感器表面始终在同一水平线上，同时避免B信号与H信号之间产生干扰。
(四)附图说明：
[0033]图1为本技术所涉一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置的整体结构示意图。
[0034]图2为本技术所涉一种基于温度和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置，其特征在于它包括磁路模块、霍尔
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线圈传感器模块、温度加载模块、预应力加载模块；所述磁路模块包括两个水平对称布置的C型磁轭，所述两个磁轭的支腿部位分别缠绕激磁线圈；所述霍尔
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线圈传感器模块及温度加载模块设置于防弯曲装置上；所述防弯曲装置设置于两个水平对称布置的C型磁轭之间；所述防弯曲装置内夹放待测样片；所述预应力加载模块对待测样片施加力。2.根据权利要求1所述一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置，其特征在于所述霍尔
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线圈传感器模块包括B线圈和霍尔元件传感器；磁感应强度由B线圈测量，磁场强度由霍尔元件传感器测量。3.根据权利要求2所述一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置，其特征在于所述B线圈通过绝缘胶固定在PCB电路板中心区域上，霍尔元件传感器设置于另一PCB电路板上，绕制成圆形的B线圈嵌套着霍尔元件传感器，两个电路板之间设有保证B线圈表面与霍尔元件传感器表面始终在同一水平线上的垫板。4.根据权利要求1所述一种基于温度和应力耦合下改进的单片磁特性测量装置，其特征在于所述温度加载模块包括云母加热片及片式测温探头；云母加热片及片式测温探头设置于防弯曲装置上并与待测样片贴合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浛宇，张跃跃，涂建建，郑繁，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：新型
国别省市：