在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于永磁材料特性测量技术领域，其公开了一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置，包括样品盒(2)、温度检测与处理单元(3)、感应电压产生单元(4)、感应电压检测和处理单元(5)、样品提拉控制单元(6)、温度实现单元(7)、计算机控制和处理单元(8)。本实用新型专利技术同时提供了一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的方法。本实用新型专利技术的有益效果是：待测样品形状没有限制，适用范围宽；能够自动测量，测量重复性好；测量准确度高，特别适合于测量温度系数较小的永磁材料。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁材料特性测量
，尤其涉及一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置。
技术介绍
温度特性是永磁材料的重要特性参数，包括可逆温度系数和不可损失，在永磁材料的应用中尤为关注，因此温度特性的测量变得更为重要。目前，永磁材料的温度特性测量方法有三类(1)第一类，如国家标准GB/T24270-2009 “永磁材料磁性能温度系数测量方法”所要求的方法在闭合磁路下测量不同温度下永磁材料的磁滞回线或退磁曲线，由此得到不同温度下的永磁材料的特性参数顽磁足、磁通密度矫顽力化〃以及磁极化强度矫顽力和i份能积的最大值依//人 ，然后计算对应参数的温度系数。实现该方法的现有·装置的不足之处是只能测量室温以上的情况，而且实现负温或250°C以上温度较为困难；控温精度和测量精度较低。⑵第二类，在开磁路下用振动样品磁强计测量不同温度下测试样品的磁矩；或用磁强计测量不同温度下测试样品的磁通密度；或利用电磁感应原理采用探测线圈测量样品的磁通，然后计算温度特性。第一种振动或提拉样品磁强计测量磁矩法是现有技术常用的测量方法，该方法的缺点是要求测试样品的尺寸小，样品定位困难，测量重复性较差，且设备复杂昂贵。CN2114169U是改进型的提拉样品磁强计，该方法增加了一个无场探测线圈测量开路磁通。第二种在开磁路下用磁强计(特斯拉计)测量磁通密度法。CN1036835A测量的是磁路中的气隙磁通密度，而不是永磁材料本身的参数，且控温精度低；CN2352958Y的缺点是测量霍尔探头离样品距离远，感应信号较弱，即使采用了磁屏蔽特殊装置也难解决信号较弱、灵敏度不足的问题；CN1797023A的缺点是测量霍尔探头本身的控温困难，测量重复性差，样品形状限定为环形，且尺寸较大。第三种采用探测线圈测量温度特性有许多不足，CN2352958Y专利对第三种方法的不足之处进行了说明；CN2384229Y对此方法进行了改进，并实现了多样品测量，不足之处是所样品之间互相干扰；CN101587175也是对第三种的改进，克服了已有方法的许多不足，但探测线圈的耐温问题受限制。⑶第三类，在开磁路下采用核磁共振法测量磁感强度。CN101109720B就是采用该方法；CN101109720B要求提供核磁共振所需的磁场非常均匀，且不能受环境温度的影响，因此实现较为困难。在磁测量方法中，核磁共振磁强计的准确度最高，电磁感应法磁通计其次，霍尔效应法的磁强计第三。上述三类测量温度特性方法中，第一类早期测量磁场强度//采用霍尔效应法的霍尔探头，测量磁通密度A或磁极化强度/采用电磁感应法的线圈，目前主流采用电磁感应法的双线圈测量磁场强度//和磁通密度A或磁极化强度/;第二类也分别采用了电磁感应法和霍尔效应法；第三类采用的是核磁共振法。它们各有优缺点，其测量装置存在各种不足。在永磁材料温度特性的测量实践中，尤其测量温度系数较小(温度系数小于O. Ol0VoC)的永磁材料，现有方法存在分辨率不足、重复性差的问题，需要一种更好的测量装置。
技术实现思路
为了克服现有的永磁材料温度特性测量方法的不足，本专利技术提出了一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置，解决现有技术中存在分辨率不足、重复性差的问题。 本专利技术提供了一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置，包括样品盒、温度检测与处理单元、感应电压产生单元、感应电压检测和处理单元、样品提拉控制单元、温度实现单元、计算机控制和处理单元。所述的样品盒用于放置待测样品，并对待测样品保温；所述样品盒为底部是平面的柱体。作为本专利技术的进一步改进所述的样品盒包括样品盒体，由非导磁材料而成；样品盒上盖，由非导磁材料而成，中部有通孔；样品盒保温层；以及样品盒内腔，用于放置待测样品。作为本专利技术的进一步改进所述的温度检测与处理单元用于检测待测样品的温度，并对温度进行显示、处理，所述温度检测与处理单元包括温度传感器和温度测量仪；所述温度传感器用于测量温度信号，并安装在所述的样品盒上盖的通孔中，与待测样品接触；所述温度测量仪用于接受温度传感器的信号，实时显示温度值，并将温度信号传送到所述的计算机控制和处理单元。作为本专利技术的进一步改进所述的感应电压产生单元用于获取待测样品产生的感应电压信号，所述感应电压产生单元包括亥姆霍兹线圈，用于感应由待测样品产生的感应电压信号；以及亥姆霍兹线圈的基座，基座端面的上下面互相平行以保证亥姆霍兹线圈的轴线与基座端面的平面垂直，基座上有一个定位槽。作为本专利技术的进一步改进所述的感应电压检测和处理单元，用于检测和处理感应电压信号，将感应电压信号转换成磁通数据，所述感应电压检测和处理单元包括数字电压积分器，其输入端与所述亥姆霍兹线圈的输出端连接，用于接收该亥姆霍兹线圈的感应电压与时间信号；以及信号放大器，其输入端与上述数字电压积分器的输出端连接，将信号放大后由其输出端与所述的计算机控制和处理单元连接。作为本专利技术的进一步改进所述的感应电压检测和处理单元，用于检测和处理感应电压信号，将感应电压信号转换成磁通数据；所述感应电压检测和处理单元是数字磁通计，数字磁通计输入端与上述亥姆霍兹线圈的输出端连接，其输出端与所述的计算机控制和处理单元连接。作为本专利技术的进一步改进所述的样品提拉控制单元，用于控制和提拉样品盒，将样品盒提拉到规定的位置，所述的样品提拉控制单元包括样品夹具，用于放置样品盒，并被样品提拉控制单元提拉；样品夹具滑轨，通过样品夹具的三个通孔与样品夹具相连接，用于保证样品夹具沿与亥姆霍兹线圈轴线平行的轴线移动；电机，用于驱动样品夹具沿与亥姆霍兹线圈轴线平行的轴线移动；以及样品夹具限位装置，用于限定样品夹具的位置；样品夹具和样品夹具滑轨为非导磁材料而成。作为本专利技术的进一步改进所述的温度实现单元，使待测样品的温度控制到预定的温度，并保持温度稳定；其包括工作室，用于放置含有待测样品和安装温度传感器的样品盒；加热装置，用于将所述工作室加热升温，该加热装置受控于所述的计算机控制和处理单元；冷却装置，用于将所述工作室冷却降温，该冷却装置受控于所述的计算机控制和处理单元；以及温度检测与显示装置，用于检测上述工作室的温度，并实时显示温度值。作为本专利技术的进一步改进所述的温度实现单元，使待测样品的温度控制到预定的温度，并保持温度稳定；其是带温度检测与显示装置的高低温度试验箱。作为本专利技术的进一步改进所述的感应电压产生单元、样品提拉控制单元与温度实现单元是分离的，感应电压产生单元和样品提拉控制单元没有放置于温度实现单元中。作为本专利技术的进一步改进所述的待测样品为具有单一磁化方向的永磁体。本专利技术同时提供了一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置的方法，根据电磁感应原理，采用提拉法利用样品提拉控制单元使待测样品在感应电压产生单元的亥姆霍兹线圈中产生感应电动势，由感应电压检测和处理单元的数字电压积分器或磁通计检测并获取感应电动势的，经信号放大后，将信号转送到计算机控制和处理单元，计算机控 制和处理单元获取不同温度下参数的温度系数；所述参数包括待测样品的磁矩I工作点的磁化强度沁、工作点的磁通密度4，以及所用永磁材料的顽磁兄、磁通密度矫顽力化。以及说/能积的最大值依//人 ，所述温度特性包括在测量温度范围的平均温度系数、不可逆损失以及任意点的温度系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置，其特征在于:包括样品盒(2)、温度检测与处理单元(3)、感应电压产生单元(4)、感应电压检测和处理单元(5)、样品提拉控制单元(6)、温度实现单元(7)、计算机控制和处理单元(8)；所述的样品盒(2)用于放置待测样品(1)，并对待测样品(1)保温；所述样品盒（2）为底部是平面的柱体；所述的样品盒(2)？包括：样品盒体(21)，由非导磁材料而成；样品盒上盖(22)，由非导磁材料而成，中部有通孔；样品盒保温层(23)；以及样品盒内腔(24)，用于放置待测样品(1)；所述的温度检测与处理单元(3)用于检测待测样品(1)的温度，并对温度进行显示、处理，所述温度检测与处理单元(3)包括：温度传感器(31)和温度测量仪（32）；所述温度传感器(31)用于测量温度信号，并安装在所述的样品盒上盖(22)？的通孔中，与待测样品(1)接触；所述温度测量仪(32)用于接受温度传感器(31)的信号，实时显示温度值，并将温度信号传送到所述的计算机控制和处理单元(8)；所述的样品提拉控制单元(6)，用于控制和提拉样品盒，将样品盒提拉到规定的位置，所述的样品提拉控制单元(6)包括：样品夹具(61)，用于放置样品盒(2)，并被样品提拉控制单元(6)提拉；样品夹具滑轨(62)，通过样品夹具(61)的三个通孔(611)与样品夹具(61)相连接，用于保证样品夹具(61)沿与亥姆霍兹线圈(41)轴线平行的轴线移动；电机(63)，用于驱动样品夹具(61)沿与亥姆霍兹线圈(41)轴线平行的轴线移动；以及样品夹具限位装置(64)，用于限定样品夹具(61)的位置；样品夹具(61)和样品夹具滑轨(62)为非导磁材料而成；所述的温度实现单元(7)，使待测样品(1)的温度控制到预定的温度，并保持温度稳定；其包括：工作室(71)，用于放置含有待测样品(1)和安装温度传感器(31)的样品盒(2)；加热装置(72)，用于将所述工作室(71)加热升温，该加热装置(72)受控于所述的计算机控制和处理单元(8)；冷却装置(73)，用于将所述工作室(71)冷却降温，该冷却装置？(73)受控于所述的计算机控制和处理单元(8)；以及温度检测与显示装置(74)，用于检测上述工作室(71)的温度，并实时显示温度值；所述的感应电压产生单元(4)用于获取待测样品(1)产生的感应电压信号，所述感应电压产生单元(4)包括：亥姆霍兹线圈(41)，用于感应由待测样品(1)产生的感应电压信号；以及亥姆霍兹线圈(41)的基座(42)，基座(42)？端面的上下面互相平行以保证亥姆霍兹线圈(41)的轴线与基座(42)端面的平面垂直，基座(42)上有一个定位槽。...

【技术特征摘要】
1.一种在开路中测量永磁体和永磁材料温度特性的装置，其特征在于包括样品盒(2)、温度检测与处理单元(3)、感应电压产生单元(4)、感应电压检测和处理单元(5)、样品提拉控制单元(6)、温度实现单元(7)、计算机控制和处理单元⑶；所述的样品盒(2)用于放置待测样品(1)，并对待测样品(I)保温；所述样品盒(2)为底部是平面的柱体；所述的样品盒(2)包括样品盒体(21)，由非导磁材料而成；样品盒上盖(22)，由非导磁材料而成，中部有通孔；样品盒保温层(23);以及样品盒内腔(24)，用于放置待测样品⑴；所述的温度检测与处理单元(3)用于检测待测样品(I)的温度，并对温度进行显示、处理，所述温度检测与处理单元(3)包括温度传感器(31)和温度测量仪(32);所述温度传感器(31)用于测量温度信号，并安装在所述的样品盒上盖(22)的通孔中，与待测样品(I)接触；所述温度测量仪(32)用于接受温度传感器(31)的信号，实时显示温度值，并将温度信号传送到所述的计算机控制和处理单元(8);所述的样品提拉控制单元(6)，用于控制和提拉样品盒，将样品盒提拉到规定的位置，所述的样品提拉控制单元(6)包括样品夹具(61)，用于放置样品盒(2)，并被样品提拉控制单元(6)提拉；样品夹具滑轨(62)，通过样品夹具(61)的三个通孔(611)与样品夹具(61)相连接，用于保证样品夹具(61)沿与亥姆霍兹线圈(41)轴线平行的轴线移动；电机(63)，用于驱动样品夹具(61)沿与亥姆霍兹线圈(41)轴线平行的轴线移动；以及样品夹具限位装置(64)，用于限定样品夹具(61)的位置；样品夹具(61)和样品夹具滑轨(62)为非导磁材料而成；所述的温度实现单元(7)，使待测样品(I)的温度控制到预定的温度，并保持温度稳定；其包括工作室(71)，用于放置含有待测样品⑴和安装温度传感器(31)的样品盒(2);加热装置(72)，用于将所述工作室(71)加热升温，该加热装置(72)受控于所述的计算机控制和处理单元(8);冷却装置(73)，用于将所述工作室(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，谭福明，李忭，王敬东，程玲莉，高旭山，
申请(专利权)人：西南应用磁学研究所，
类型：实用新型
国别省市：