一、前言
我國是稀土資源大國,稀土儲存量居世界首位,無(wú)論是SmCo系或NdFeB系稀土永磁材料的研發(fā)和應用都具有**的優(yōu)勢。隨著(zhù)對稀土永磁體品質(zhì)要求的不斷提高,控制好稀土永磁材料的磁力矩M和主軸磁偏角θz,將對提供穩定磁場(chǎng)源作為稀土永磁組件作為傳感器的核心部件,具有重要的意義。
能準確測量軸向充磁稀土永磁材料的磁力矩M和主軸磁偏角θz,可以為后期開(kāi)發(fā)傳感器提供很大的保障,主要涉及領(lǐng)域有手機微型電機用磁鋼、汽車(chē)測速傳感器磁鋼、石油勘探用磁鋼、霍爾傳感器磁鋼等。
生產(chǎn)高品質(zhì)的磁鋼是企業(yè)生存和創(chuàng )造高額利潤的途徑之一,目前國內外用戶(hù)不單一關(guān)心材料的BH特性,同時(shí)關(guān)心材料的磁矩一致性,主軸磁偏角是否控制的在允許的范圍內,這樣的磁鋼需求會(huì )隨著(zhù)高新永磁磁路器件的設計而不斷提高,利潤相對普通磁鋼高出許多。磁矩參數已經(jīng)逐步成為了一個(gè)國際之間進(jìn)行傳遞的檢驗標準,同時(shí)添加磁偏角測量后,對磁鋼在檢驗生產(chǎn)企業(yè)制造工藝過(guò)程中的取向、切割等環(huán)節有極其重要的意義。
為滿(mǎn)足行業(yè)用戶(hù)的測試需求,華鳴儀器與2013年推出FE-2100AM永磁材料主軸磁偏角測量裝置,滿(mǎn)足對永磁器件磁力矩M和主軸磁偏角θz的測量,為用戶(hù)滿(mǎn)足**要求產(chǎn)品測量保駕護航。
二、國內外研究現狀和發(fā)展趨勢
傳統型的磁矩測量和磁偏角測量設備,*早可以上溯到上世紀90年代,有報到過(guò)的美國LDJ公司(被Laboratorio Elettrofisico合并)生產(chǎn)的“矢量磁矩測試系統”和德國Brockhaus公司的產(chǎn)品,2010年后比較杰出的是德國matesy公司采用磁阻矩陣設計的新型磁偏角測試系統,以及湖南省永逸科技有限公司和寧波興隆磁性技術(shù)有限公司為代表的產(chǎn)品,國內兩家企業(yè)還是采用傳統的線(xiàn)圈法測量。
傳統型磁偏角測量設備均是采用磁通計配置三維亥姆霍茲線(xiàn)圈進(jìn)行設計的,原理簡(jiǎn)單、可溯源性強。但由于對磁通計和測試線(xiàn)圈的要求很高,在磁通計控制漂移、測量亥姆霍茲線(xiàn)圈定標和線(xiàn)圈正交安裝上要求較高,同時(shí)由于非主軸分量磁矩很低,對磁通計分辨率要求較高,這些是做好傳統型磁偏角測試設備需要解決的問(wèn)題。同時(shí)對測試環(huán)境的要求也很高(環(huán)境磁場(chǎng)不能有波動(dòng))。
德國matesy公司采用磁阻矩陣測試原理很好的解決了磁通計漂移的控制問(wèn)題,同時(shí)對環(huán)境磁場(chǎng)的細微波動(dòng)并不敏感,使得測試重復性得以大幅度提高。如果采用旋轉法進(jìn)行測量,很好的解決幾何結構定位偏差,測試磁矩M和主軸磁偏角θz將得到**的解決,值得大力推廣和應用。
國內目前還沒(méi)有相關(guān)的磁偏角測試設備的檢定標準,給測試設備**度的仲裁帶來(lái)一定難度,相關(guān)部門(mén)應該在這方面進(jìn)行一些投入和研發(fā),或與設備企業(yè)聯(lián)合,發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢盡快推出相關(guān)標準設備和可靠性測試標準設備。湖南省永逸科技有限公司在致力于產(chǎn)品不斷提高的過(guò)程中,習慣性的做法一直是不斷的與行業(yè)中同行設備進(jìn)行測試比對,通過(guò)測試數據找差距(或差異),獲得正確的評估和判斷,提高產(chǎn)品性能,從而達到對自身生產(chǎn)產(chǎn)品的正確判斷和評估。
三、中外設備的比對
就永磁材料磁偏角測試設備測試準確度和重復性(再現性)情況,我們先后與Brockhaus、寧波興隆、Laboratorio Elettrofisico設備進(jìn)行過(guò)相關(guān)樣品的測試比對,對采用傳統型線(xiàn)圈測試方法制造的設備同行有較**的了解,FE-2100AM主軸磁偏角測量系統在同行中有一定的優(yōu)勢,2013年Matesy GmbH的Hendryk Richert也曾稱(chēng)贊過(guò)我們的傳統型磁偏角測試設備是行業(yè)中*好的設備之一。本月杭州永磁集團有限公司測試任務(wù)擴大,原有的matesy測試設備不能滿(mǎn)足測試的需求,有幸讓我們提供FE-2100AM磁偏角測量系統。安裝、培訓工作和配合用戶(hù)驗收順利完成,同時(shí)針對目前沒(méi)有相關(guān)機構進(jìn)行裝置檢定,雙方提出采用杭州永磁集團有限公司的matesy德國設備與華鳴儀器磁測量實(shí)驗室的FE-2100AM測試設備進(jìn)行樣品測試比對,這項工作的進(jìn)行將對雙方都有益處。共選取樣品15只,進(jìn)行相關(guān)比較工作的進(jìn)行。
樣品系列一、材料Sm2Co17,尺寸:7mm×4.5mm×18mm,充磁18mm方向。
編號
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杭州永磁
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華鳴儀器
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角度偏差
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1
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1.16°
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1.268°
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+0.108°
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2
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1.42°
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1.535°
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+0.115°
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3
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1.58°
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1.640°
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+0.06°
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4
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0.98°
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0.968°
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-0.012°
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5
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1.64°
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1.650°
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+0.01°
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樣品系列二、材料Sm2Co17,尺寸:D6.9mm×H4.3mm,充磁4.3mm方向。
編號
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杭州永磁
|
華鳴儀器
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角度偏差
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1
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3.35°
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3.315°
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-0.035°
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2
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0.69°
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0.723°
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+0.033°
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3
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0.8°
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0.825°
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+0.025°
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4
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2.07°
|
2.15°
|
+0.08°
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5
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2.96°
|
2.95°
|
-0.01°
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樣品系列三、材料Sm2Co17,R8.35mm(150°扇形)×H5mm,充磁5mm方向。
編號
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杭州永磁
|
華鳴儀器
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角度偏差
|
1
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0.86°
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0.848°
|
-0.012°
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2
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0.89°
|
0.833°
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-0.057°
|
3
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0.58°
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0.61°
|
+0.03°
|
4
|
0.65°
|
0.653°
|
+0.03°
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5
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0.67°
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0.64°
|
-0.03°
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非常欣喜,比對測試結果吻合度相當高,遠遠超過(guò)以往與同行業(yè)產(chǎn)品的比對。這次比對方法中,杭州永磁集團有限公司采用樣品在matesy設備測試臺面上兩處不同位置測試結果取平均值辦法提供,華鳴儀器采用樣品旋轉90°測試一次數據共四次取平均值提供(見(jiàn)下表),設備測試不確定度0.2°(局限與臺面正交精度和樣品表面正交度因素)。
***樣品系列三FE-2100AM實(shí)際測試數據:
編號
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0°方向
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90°方向
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180°方向
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360°方向
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平均值
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1
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0.93°
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1.00°
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0.72°
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0.74°
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0.848°
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2
|
0.71°
|
0.95°
|
0.95°
|
0.72°
|
0.833°
|
3
|
0.70°
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0.47°
|
0.64°
|
0.63°
|
0.61°
|
4
|
0.81°
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0.53°
|
0.76°
|
0.51°
|
0.653°
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5
|
0.76°
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0.77°
|
0.52°
|
0.51°
|
0.64°
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FE-2100AM測試隨機測試不確定度±0.2°基本在上表中可以體現出來(lái),如果用戶(hù)需要獲得樣品的準確偏差角度,建議采用旋轉樣品測試4次取平均值的方法進(jìn)行,獲取的角度偏差更接近樣品的偏差。