CN102279372B - 磁感应强度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种磁感应强度测量方法，用于测量被测磁体的磁感应强度值，其适用于磁感应强度测量仪。磁感应强度测量方法包括以下步骤：安装被测磁体；调整被测磁体与磁感应传感器的距离；判断磁感应传感器感测到的磁场强度是否大于阀值，若判断结果为“否”，继续调整被测磁体的位置，若判断结果为“是”，则执行下一步骤；根据被测磁体所处的位置得到位置对应的磁感应强度值。本发明采用了非接触式测量方法测量被测磁体的磁感应强度值，通过机械和电子技术的结果，能够减少已知测量方法中的各种不稳定的变量的影响，使得测量结果足够客观、精确。

Description

磁感应强度测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量方法，且特别涉及一种表面磁感应强度的测量方法。

背景技术

永磁体广泛用于民用、工业和汽车零部件产品中，置于开关、电机、传感器等元件中，产生一个固定强度的磁场。因此，永磁体的磁感应强度是永磁体的一个至关重要的指标。

目前，测量磁感应强度，采用的都是高斯计，将探头置于磁体表面，在设备上读出磁感应强度值。但是，由于高斯计为接触式测量，其测量准确度受到探头的测量位置、角度、力度大小的影响。因此，采用高斯计来测量永磁体的磁感应强度很难保证测量的精度。因此在对永磁体的磁感应强度验收过程中，很容易产生纠纷。

发明内容

本发明提出一种磁感应强度测量方法，可以用于永磁体产品的验收，也可用于磁体的磁感应强度分析，具有广泛的应用前景。

为了达到上述目的，本发明提出一种磁感应强度测量方法，用于测量被测磁体的磁感应强度值，其适用于磁感应强度测量仪，磁感应强度测量方法包括以下步骤：

安装被测磁体；

调整被测磁体与磁感应传感器的距离；

判断磁感应传感器感测到的磁场强度是否大于阀值，若判断结果为“否”，继续调整被测磁体的位置，若判断结果为“是”，则执行下一步骤；以及

根据被测磁体所处的位置得到位置对应的磁感应强度值。

进一步说，其中安装被测磁体这一步骤中，被测磁体被固定夹持在工件夹持装置中。

进一步说，调整被测磁体与磁感应传感器的距离之一步骤中，通过将工件夹持装置在导轨中滑动以调整被测磁体的位置。

进一步说，导轨具有多个磁感应强度值的刻度，根据被测磁体所处的刻度读取刻度对应的磁感应强度。

进一步说，还包括对磁感应强度测量仪进行标定，包括以下步骤：

a.安装标准磁体；

b.调整标准磁体与磁感应传感器的距离；

c.判断磁感应传感器感测到的磁场强度是否大于阀值，若判断结果为“否”，继续调整标准磁体的位置，若判断结果为“是”，则执行下一步骤；

d.测量并记录磁感应传感器与标准磁体的距离，重复执行步骤b～d，记录多个距离的数值，当重复次数达到10次，执行下一步骤；

e.取多个距离的数值的平均值，在导轨上相应位置标记对应的标准磁感应强度的刻度。

进一步说，在标定过程中，采用多个不同磁感应强度的标准磁体，重复步骤a～e。

进一步说，根据公式

$d=\sqrt{\frac{\mathrm{uH}}{B_r}}$

采用插值法计算等距离刻度的磁感应强度值并将磁感应强度值标记在导轨上。

本发明采用了非接触式测量方法测量被测磁体的磁感应强度值，通过机械和电子技术的结果，能够减少已知测量方法中的各种不稳定的变量的影响，使得测量结果足够客观、精确。

附图说明

图1所示为本发明较佳实施例的磁感应强度测量仪的结构示意图。

图2所示为本发明较佳实施例的工件夹持装置的结构示意图。

图3所示为本发明较佳实施例的磁感应强度测量仪的标定流程示意图。

图4所示为利用本发明的磁感应强度测量仪测量被测磁体磁感应强度值的方法流程图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

请参看图1，图1所示为本发明较佳实施例的磁感应强度测量仪的结构示意图。

本发明提出的磁感应强度测量方法适用于一种磁感应强度测量仪100，其主要包括工作台110、磁感应传感器120、工件夹持装置130、距离测量装置140。

工作台110提供其他元件水平的安装和操作平台，工作台110包括导轨111，导轨111上具有多个磁感应强度值的刻度。

磁感应传感器120固定安装在工作台110上，用以测量被测磁体的磁感应强度。磁感应传感器120包括霍尔元件和判断电路(图未示)，霍尔元件和判断电路相互电性连接，其中霍尔元件用于测量工件的磁场强度，判断电路用于判断霍尔元件所感测到的磁感应强度与一阀值B_r的大小关系，若感测到的磁场强度大于阀值B_r，则输出导通信号。

工件夹持装置130可移动地安装在工作台110的导轨111上。工件夹持装置130用于夹持待测磁体，并在工件夹持装置130的移动中，由判断电路判断霍尔元件感测到的磁感应强度是否达到阀值B_r，以输出导通信号。

当工件夹持装置130夹持待测磁体并移动至磁感应传感器120输出导通信号的位置时，读取工件夹持装置130位于的刻度以得到被测磁体的磁感应强度值。

以下将详述磁感应强度测量仪100的工作原理：

设磁体表面到磁感应传感器120的霍尔元件表面的距离为d，则其在霍尔元件表面产生的磁场强度B为：

$B=u\frac{H}{d^2}\·\·\·\left(1\right)$

式(1)中，H为磁体的磁场强度，u为空气磁导率。

当被测磁体被夹持在工件夹持装置130中，并使磁感应传感器120输出导通信号时，即霍尔元件感测到的磁场强度为B_r，此时，工件夹持装置130与磁感应传感器120之间的距离为d，则：

$d=\sqrt{\frac{\mathrm{uH}}{B_r}}\·\·\·\left(2\right)$

由于B_r是固定的阀值，被测磁体的磁场强度H与被测磁体与霍尔元件之间的距离d之间，有固定的比例，固定其中一个，另外一个值也是固定的。

在本发明的一实施例中，磁感应强度测量仪100还包括距离进给机构150，设置在工件夹持装置130的一侧，用于控制工件夹持装置130的移动。距离进给机构150包括水平进给螺杆151，调整水平进给螺杆151能够调整工件夹持装置130的水平位置。

在本发明的一实施例中，工件夹持装置130还包括夹持主体131、支承板132和垂向位置调整螺杆133。支承板132可滑动地安装在导轨111上，由水平进给螺杆151调整支承板132的水平位置。夹持主体131可垂向移动地连接于支承板132，垂向位置调整螺杆133在垂直方向上抵接夹持主体131，用于调整夹持主体131与支承板132的垂向相对位置。

在本发明的一实施例中，磁感应强度测量仪100还包括状态显示装置170，其例如是发光二极管(LED)灯、喇叭等利用声、光信号显示开关状态的元件。状态显示装置170电性连接至磁感应传感器120，当磁感应传感器120输出导通信号时，状态显示装置170接收该导通信号并给出提示信号，例如是亮灯或发出提示音。

在本发明的一实施例中，磁感应强度测量仪100还包括距离测量装置140，安装在磁感应传感器120和工件夹持装置130之间，用于测量工件夹持装置130与磁感应传感器120之间的距离。

在本发明的一实施例中，工件夹持装置130包括测距挡板134，测距挡板134自工件夹持装置130延伸出。

在本发明的一实施例中，距离测量装置140例如是千分表，千分表固定在工作台110上，其探针顶在测距挡板134上，用于测量距离。

图2所示为本发明较佳实施例的工件夹持装置的结构示意图。

工件夹持装置130的夹持主体131包括四个侧壁，由四个侧壁组成一个容置空间1300。除了靠近磁感应传感器120的侧壁130a，其余三个侧壁分别安装弹簧挡板135、136和137。当被测磁体被放置于工件夹持装置130中时，这三个弹簧挡板135、136和137将被测磁体推挤紧贴于侧壁130a。

在磁感应强度测量仪100使用前，必须使用多个不同磁感应强度的标准永磁体，对磁感应强度测量仪100进行标定。

图3所示为本发明较佳实施例的磁感应强度测量仪的标定流程示意图。

请结合参考图1～图3，磁感应强度测量仪的标定流程包括以下步骤：

步骤S301：安装标定用标准磁体。将标准磁体安装在工件夹持装置130中，三个弹簧挡板135、136和137将标准磁体推挤紧贴于侧壁130a。

步骤S302：距离进给。利用距离进给机构150推动工件夹持装置130向磁感应传感器120逐渐移动。测量者能够通过调整水平进给螺杆151来调整磁感应传感器120的水平位置。

步骤S303：判断磁感应传感器120是否输出导通信号。通过观察状态显示装置170，测量者能够得出磁感应传感器120是否输出导通信号，即磁感应传感器120的霍尔元件测量到的电场强度是否达到阈值B_r。若判断结果为“否”，继续执行步骤S302；若判断结果为“是”，则执行步骤S304。

在步骤S303中，状态显示装置170是LED灯时，当灯亮时，表示磁感应传感器120输出导通信号；当状态显示装置170是喇叭时，当发出提示音时，表示磁感应传感器120输出导通信号。

步骤S304：测量并记录磁感应传感器与工件夹持装置的距离d。利用距离测量装置140能够测量出霍尔元件与标准磁体磁体之间的距离d。

步骤S305：判断测量次数是否达到n次？n＞10，若判断结果为“否”，继续执行步骤S302；若判断结果为“是”，执行步骤S306。

步骤S306：取n次测量得到的d的平均值，在导轨上相应位置标记对应的标准磁感应强度的刻度。

步骤S307：判断所有标准件是否已标定完？若判断结果为“否”，继续执行步骤S301；若判断结果为“是”，执行步骤S308。

步骤S308：按照公式(2)，采用插值法计算等距离刻度的磁感应强度，标记在导轨上。

图4所示为利用本发明的磁感应强度测量仪测量被测磁体磁感应强度值的方法流程图。请结合参考图1～图4。

步骤S401：安装被测磁体。将被测磁体安装在工件夹持装置130中，三个弹簧挡板135、136和137将被测磁体推挤紧贴于侧壁130a。

步骤S402：距离进给。利用距离进给机构150推动工件夹持装置130向磁感应传感器120逐渐移动。测量者能够通过调整水平进给螺杆151来调整磁感应传感器120的水平位置。该步骤的实质为调整被测磁体与磁感应传感器的距离。

步骤S403：判断磁感应传感器120是否输出导通信号。通过观察状态显示装置170，测量者能够得出磁感应传感器120是否输出导通信号，即磁感应传感器120的霍尔元件测量到的电场强度是否达到阈值B_r。若判断结果为“否”，继续执行步骤S402；若判断结果为“是”，则执行步骤S404。

在步骤S403中，状态显示装置170是LED灯时，当灯亮时，表示磁感应传感器120输出导通信号；当状态显示装置170是喇叭时，当发出提示音时，表示磁感应传感器120输出导通信号。

步骤S404：在导轨上读取工件夹持装置位于的刻度的磁感应强度值。

至此，本发明采用了非接触式测量方法测量被测磁体的磁感应强度值，能够减少已知测量方法中的各种不稳定的变量的影响，使得测量结果足够客观、精确。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种磁感应强度测量方法，用于测量被测磁体的磁感应强度值，其适用于磁感应强度测量仪，其特征是，包括以下步骤：

安装所述被测磁体；

调整所述被测磁体与磁感应传感器的距离；

判断所述磁感应传感器感测到的磁场强度是否大于阀值，若判断结果为“否”，继续调整所述被测磁体的位置，若判断结果为“是”，则执行下一步骤；以及

根据被测磁体所处的位置得到所述位置对应的磁感应强度值；

所述磁感应强度测量仪的标定步骤包括：

a.安装标准磁体；

b.调整所述标准磁体与磁感应传感器的距离；

c.判断所述磁感应传感器感测到的磁场强度是否大于阀值，若判断结果为“否”，继续调整所述标准磁体的位置，若判断结果为“是”，则执行下一步骤；

d.测量并记录磁感应传感器与所述标准磁体的距离，重复执行步骤b～d，记录多个距离的数值，当重复次数达到10次，执行下一步骤；

e.取多个距离的数值的平均值，在导轨上相应位置标记对应的标准磁感应强度的刻度。

2.根据权利要求1所述的磁感应强度测量方法，其特征是，其中安装所述被测磁体这一步骤中，所述被测磁体被固定夹持在工件夹持装置中。

3.根据权利要求2所述的磁感应强度测量方法，其特征是，调整所述被测磁体与磁感应传感器的距离之一步骤中，通过将所述工件夹持装置在导轨中滑动以调整所述被测磁体的位置。

4.根据权利要求2所述的磁感应强度测量方法，其特征是，所述导轨具有多个磁感应强度值的刻度，根据被测磁体所处的刻度读取所述刻度对应的磁感应强度。

5.根据权利要求4所述的磁感应强度测量方法，其特征是，在标定过程中，采用多个不同磁感应强度的标准磁体，重复步骤a～e。

6.根据权利要求4所述的磁感应强度测量方法，其特征是，根据公式

$d=\sqrt{\frac{\mathrm{uH}}{B_r}}$

其中d为所述磁感应传感器与所述待测磁体的距离，H为磁体的磁场强度，u为空气磁导率，B_r为所述磁感应传感器所感测到的磁场强度，

采用插值法计算等距离刻度的磁感应强度值并将磁感应强度值标记在导轨上。

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