CN102798827B - 一种磁体测量装置和磁体测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁体测量装置和磁体测量方法，所述磁体测量装置包括：丝杠，具有螺杆和螺母；电机，用于驱动丝杠中的螺杆旋转；测量平台，在测量平台上设置有探头孔；磁体定位板，其中设置有定位孔，定位孔用于放置待测磁体，磁体定位板随着丝杠的螺母的运动而在测量平台上运动；霍尔探头块，内部设置有霍尔传感器，用于对在霍尔传感器上方经过的待测磁体的各个位置的磁场进行测量，霍尔探头块设置在测量平台上的探头孔中。所述磁体测量方法采用正反向测量、数值滤波和曲线拟合。采用根据本申请的表磁测量装置和方法后，可大幅提高效率，本申请提出的装置能使磁体表面与传感器保持接触，克服了气隙不稳定或过大引起的测量结果不准确的缺陷。

Description

一种磁体测量装置和磁体测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量装置和方法，尤其涉及一种用于磁体表磁分布和中性区宽度测量的装置及相应方法。

背景技术

多极磁体的表磁分布特性是磁体性能的一个极为重要参数，其中，中性区（也称过渡区）的宽度和位置对产品各极的性能影响非常明显：中性区位置偏移将导致磁体各相邻磁极的表磁峰值不对称,中性区宽度偏差将导致磁体内各相邻磁极的表磁极差偏移。实际生产中，中性区的特性对产品充磁有重要指导意义：当中性区位置偏移将导致磁极不对称时，调整磁体在线圈中的位置进行改进；当中性区宽度偏差导致极差偏移时，就需要调整充磁电流，甚至改进线圈。

随着烧结NdFeB、粘接NdFeB、SmCo、铁氧体等磁体制备技术的发展，市场对磁体的各项技术参数提出了更高的要求，进而引申出更严格的表面磁场分布特性。目前行业内经常使用的表磁测量设备主要测量磁体表磁的极数（磁极数量）、极值、角度、面积、半高宽、平均值等参数，但表磁测量设备不能测量中性区特性，而以上参数仅能作为中性区特征的参考依据。在实现上，这些表磁测量设备都不同程度采取非接触式的测量方式，气隙较大且不够稳定，因而实际测量结果偏差较大，对实际生产的指导意义有限。

现有的表磁测量方法是：将磁体固定在特定工装上，人手持着霍尔传感器探头在磁体表面附近划过，然后人工读取或通过电子系统取样数据并通过处理计算得出极数、极值、角度、面积、半高宽、平均值等参数。这种测量方法有以下缺陷：1.出于对磁体和霍尔传感器的保护，两者之间必须留出一定的间隙，形成的的气隙导致磁场严重衰减，因而测得的数据并不能真实反映该点的磁场值，往往需要经过某种补偿算法。由于各型磁体规格不一，以及同型产品加工的公差问题，间隙一致性无法得到保证。显然，在气隙不确定的情况下，任何一种补偿算法是不适用的。可见，保持气隙恒定是该技术的关键。2.通用的高斯计探头是将霍尔传感器植入后密封固化在小棒中，由于霍尔传感器面积极小，因此，固化后的霍尔传感器存在一定的偏角。按传统的方法，霍尔传感器需要调整或运动，长期使用过程中探头易产生旋转，偏角随之旋转。由于在有效面积下的磁场并不是均匀的，因此所测得的数据必定存在差异。3.对运动测量中的阻尼效应产生的相位差缺少处理，导致测量结果有小幅偏差。4.目前的方法及设备基于对单块较大规格的磁体进行测量，而对小规格的磁体的批量测量却支持的极少，因此效率较低。

而对于中性区测量的方法，目前主要是采用磁极观察片投影后测量的方式，该方式适用于进行简单的磁极数量和分布的判断，但观察片的工作原理、使用过程产生的变化、人为主观判断边界等诸多不确定性决定了磁极尺寸测量结果的准确度极差。

还有一种粘接钕铁硼多极磁环表磁测试装置，但该装置只能通过手动方式转动单个磁体，并依靠人工读数取得磁环的最大最小值。手工控制速度以及人工捕捉高斯计的极值使的方式，令该装置从原理上无法进行表磁曲线的测量以及中性区和磁极宽度的测量。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种可对多极磁体的中性区及表磁分布进行准确、快捷的批量测量的装置和方法。本发明提出如何准确、快捷地批量测量多极磁体的中性区及表磁分布特性。

本发明提出的目的是实现对多极磁体的中性区及表磁分布进行准确、快捷的批量测量，且测量过程能克服以上所述的诸项缺陷。具体来说，本发明的目的在于提供一种能使霍尔传感器永久固定在保护的状态下，使用时无需调整，但能保证无损、准确地进行多种规格磁体测量的装置。提供一种能使磁体表面与传感器保持接触，对多种规格的产品，均能使气隙稳定且达到最小的测量装置；提供一种能便捷地对中小规格多极磁体的表磁和中性区特性进行批量测量的装置。以本发明的测量装置为基础，本发明还提供相关的运动控制、数据采集、相位差处理等一系列方法；以及根据采集的数据，进行数据处理得出表磁分布和中性区特性的方法。

根据本申请的一个方面，提供一种磁体测量装置，其特征在于，所述磁体测量装置包括：丝杠，具有螺杆和螺母；电机，用于驱动丝杠中的螺杆旋转；测量平台，在测量平台上设置有探头孔；磁体定位板，其中设置有定位孔，定位孔用于放置待测磁体，磁体定位板随着丝杠的螺母的运动而在测量平台上运动；霍尔探头块，内部设置有霍尔传感器，用于对在霍尔传感器上方经过的待测磁体的各个位置的磁场进行测量，霍尔探头块设置在测量平台上的探头孔中。

霍尔传感器的上表面与霍尔探头块的上表面齐平，霍尔探头块的上表面与测量平台的上表面齐平。

定位孔的大小以正好容下待测磁体，磁体仅仅受到定位孔的四壁的限制，但在重力作用方向上不受限制，磁体的下表面能够在重力的作用下与测量平台的上表面接触。

将定位孔设置成使得定位孔中的每个磁体的各个磁极沿着磁体定位板的运动方向排布。

所述电机为步进电机。

所述磁体测量装置还包括直线导轨，在直线导轨上设置有滑块，滑块与磁体定位板连接。

在丝杠的螺母上连接有连接块，连接块、磁体定位板的连接部以及滑块上下叠置并固定在一起。

磁体定位板的下表面具有向内凹进的弧度。

磁体定位板的下表面从磁体定位板的沿着磁体定位板的运动方向延伸的两边在与该运动方向垂直的方向上向内凹进。

测量平台由无磁不锈钢材料或者铝材制成，磁体定位板由无磁不锈钢材料制成。

所述磁体测量装置还包括底座，上面设置磁体测量装置的各个部件。

测量平台和霍尔探头块的上表面均被磨平至镜面光滑。

霍尔传感器通过树脂固定在霍尔探头块的孔中。

当上下调整霍尔探头块的位置使得霍尔探头块的上表面与测量平台的上表面齐平时，通过安装在测量平台的侧面的不导磁螺丝将霍尔探头块固定在探头孔中。

所述磁体测量装置还包括高斯计，高斯计具有模拟量输出功能。

霍尔传感器的接线从底座下方出来，然后连接高斯计。

定位孔之间的距离足够消除相邻磁体的磁场的相互影响。

丝杠为滚珠丝杠，通过丝杠支座固定在底座上，丝杠的连接端通过连轴器与电机连接。

步进电机通过支座固定在底座上，由外接驱动电路板完成运动控制。

所述磁体测量装置还包括限位开关，滚珠丝杠的丝杠副移动的极限位置由限位开关限定。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造霍尔探头块的方法，包括以下步骤：使用不导磁材料制作霍尔探头块，并在霍尔探头块的中间设置圆孔；将霍尔传感器粘在载片上，所述载片的面积大于圆孔的面积，然后将粘有霍尔传感器的载片倒扣在圆孔内，载片与霍尔探头块的上表面接触；将霍尔探头块和载片一起倒置，并放于任意平台上；在霍尔探头块与霍尔传感器之间的间隙中灌注固定剂，待固定剂完全风干后，霍尔传感器就被固定在圆孔中；将霍尔探头块上表面整体磨平，直至霍尔传感器露出。

将霍尔探头块的上表面处理至镜面光滑，使霍尔传感器的上表面与霍尔探头块的上表面齐平，所述固定剂为树脂。

根据本发明的又一方面，提供了一种磁体测量方法，包括：利用霍尔传感器测量磁体表面附近各个位置处的磁场，进行数据滤波，剔除异常尖峰值，得到相应的磁场分布曲线，根据测量的磁场曲线确定N、S极峰值点及零值点，计算出N、S极峰值点的距离E，计算得出N、S极峰值点分别到零值点的距离C、D，测量磁体的沿磁极排布方向的物理长度L，通过公式W=2E-L求得磁场的中性区宽度W。

所述磁体测量方法还包括：通过公式A=C(1-W/E)，B=D(1-W/E)求得N极半极宽A和S极半极宽B。

公式A=C(1-W/E)，B=D(1-W/E)是基于A'/A=B'/B的假定得到的，其中，A'为中性区N区宽、B'为中性区S区宽。

在利用霍尔传感器测量磁体表面附近各个位置处的磁场的步骤中，对同一磁体进行正向测量和反向测量，将两种测量结果叠加并取中值作为后续计算依据。

在数据滤波的步骤中，找出磁场值与邻近的采样点的磁场值相比异常增大或减小的采样点，以邻近的预定数量的采样点的磁场值的平均值代替。

在根据测量的磁场曲线确定N、S极峰值点及零值点的步骤中，N、S极峰值点为磁感应强度值最大的采样点，零值点为磁感应强度值等于0且位于N、S极峰值点之间的采样点，如果出现多个相邻的采样点的磁感应强度值均为峰值或零值的情况，则以这些相邻的采样点的中心点作为峰值点或零值点。

在剔除异常尖峰值之后，对测量得到的多个离散点进行曲线拟合，进而得到相应的磁场分布曲线，根据拟合出的磁场分布曲线来确定N、S两极的峰值点以及零值点。

采用本申请的装置和测量方法后，具有以下有益效果：

本申请所可自动进行多件（例如，5-10件）中小规格多极磁体的表磁和中性区批量测量，操作方法简洁，可大幅提高效率（100%以上），有效减少操作人员工作量，使批量产品的抽检和质量控制更快捷。

本申请提出的装置能使磁体表面与传感器保持接触，对多种规格的产品，均能使气隙稳定且达到最小的测量装置；克服了气隙不稳定或过大引起的测量结果不准确的缺陷，对测量结果的一致性准确性有很大提高。

本申请提出的装置将霍尔传感器植入测量面下，能得到有效保护，使用时无需调整，但能保证无损、准确的进行多种规格磁体测量的装置。

根据本申请的实施例的中性区测量方法是以本申请的中性区测量装置为基础，提供相关的运动控制、数据采集、相位差处理等一系列方法、以及根据采集的数据进行数据处理得出表磁分布和中性区特性的方法。所述磁体测量方法采用正反向测量、剔除异常尖峰值和曲线拟合等一系列手段来提高精度，其采用的几个公式也是独创性的。该参数的准确测量较目前磁性观察片投影测量方式有很大改进，对实际生产有非常积极的指导意义。

附图说明

通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据本申请的实施例的中性区测量装置的俯视图。

图2是根据本申请的实施例的中性区测量装置左视图。

图3是根据本申请的实施例的表面磁场分布图。

图4是磁体磁极位置图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

图1是根据本申请的实施例的中性区测量装置的俯视图；图2是根据本申请的实施例的中性区测量装置左视图。如图1、图2所示，本发明提出的磁体中性区测量装置包括：丝杠5，具有螺杆和螺母；电机7，用于驱动丝杠5中的螺杆旋转；测量平台1，在测量平台1上设置有探头孔12；磁体定位板3，其中设置有定位孔4，定位孔4用于放置待测磁体，磁体定位板3随着丝杠5的螺母的运动而在测量平台1上运动；霍尔探头块2，内部设置有霍尔传感器，用于对在霍尔传感器上方经过的待测磁体的各个位置的磁场进行测量，霍尔探头块2设置在测量平台1上的探头孔12中。

其中，所述磁体测量装置还包括直线导轨9，在直线导轨9上设置有滑块13，滑块13与磁体定位板3连接，具体是与磁体定位板3的连接部3t连接。进一步，根据本申请的磁体中性区测量装置还可包括丝杠支座6、限位开关8、底座11和高斯计。其中，霍尔传感器的上表面与霍尔探头块2的上表面齐平，霍尔探头块2的上表面与测量平台1的上表面齐平。

测量平台1采用无磁不锈钢材料制作（也可选用铝材，也可使用其它不导磁材料实现），通过螺丝安装在底座11上，其上表面磨平处理至镜面光滑。在测量平台1的中央切出方孔12。另加工尺寸略小于或等于方孔12的尺寸的无磁不锈钢材料霍尔探头块2，在由不导磁材料制成的霍尔探头块2中间设置有圆孔（直径可以为例如2mm），将霍尔传感器粘在载片（例如，塑料片）上，载片的面积大于圆孔的面积，然后将粘有霍尔传感器的载片倒扣在圆孔内，载片与霍尔探头块2的上表面接触，之后将霍尔探头块2和载片一起倒置并放于任意平台上，在霍尔探头块2与霍尔传感器之间的间隙中灌注诸如树脂等的固定剂，待固定剂（例如，树脂）完全风干后，霍尔传感器就被固定在圆孔中，将霍尔探头块2上表面整体磨平，直至霍尔传感器露出（霍尔传感器的上表面与霍尔探头块的上表面齐平），优选将上表面平处理至镜面光滑。然后将该表面露出霍尔探头的霍尔探头块2嵌入测量平台1的探头孔12（可为方孔）之中，上下调整霍尔探头块2的位置，使霍尔探头块2的上表面与测量平台1的上表面平齐光滑，然后使用安装在测量平台1的侧面的（无磁不锈钢）螺丝将霍尔探头块2固定。霍尔传感器的接线从底座11下方出来，连接配套的高斯计。高斯计可选用具有200mT和2T两种量程，且优选具有模拟量输出功能。

磁体定位板3优选采用强度大的无磁不锈钢材料制成，但本申请不限于此，也可采用其他不导磁材料（例如，铝）来制作，通过螺丝固定在直线导轨9的滑块13上。定位板3内设置（例如，切割）用于放置多个磁体的多个（例如，5-10个）定位孔4，定位孔4的大小以正好容下待测磁体为宜，厚度与磁体高度平齐。磁体自然地放置在定位孔中，其仅仅受到定位孔的四壁的限制，但在重力作用方向上（即，高度方向上）不受限制，待测磁体的下表面能够在重力的作用下与测量平台1的上表面自然接触。需要注意，磁体中的各个磁极的排布方向是沿着磁体定位板3的运动方向。

定位孔之间的距离以足够消除相邻磁体的磁场相互影响为宜,体积越小的磁体可隔得越近，例如，对于尺寸规格为1mm宽、5-6mm长的多个小磁体来说，相邻的定位孔之间可以隔开1厘米。磁体定位板3的下表面留有一定弧度（即从边沿向内凹进），以使其与测量平台1上表面之间有细微间隙，即使定位板与测量平台1之间的接触面积减小以减小摩擦力，同时由于磁体定位板3的边沿仍与测量平台1保持接触，从而可以方便磁体定位板3与测量平台3之间的定位。优选磁体定位板3的下表面从磁体定位板3的沿着磁体定位板3的运动方向延伸的两边在与该运动方向垂直的方向上向内凹进（即，从下向上凹进，形成桥拱底部），换句话说，以与磁体定位板3的运动方向和定位板3的上表面均垂直的平面去截取磁体定位板3的底表面，所截得的线为弧形，通过这样的构造，可以使定位板3前进或后退的阻力最小。另外在切割定位孔后使磁体定位板的下表面磨至光滑，从而进一步减小定位板与测量平台之间可能发生的摩擦。测量时将磁体放入定位孔内确保磁体不露出，定位板将带动磁体在测量平台1上运动，测量完成后使用铁棒等物体将磁体吸出定位孔。

滚珠丝杠5可选用1202型但不限于此，通过丝杠支座6固定底座11上，其连接端通过连轴器与步进电机7连接。步进电机7可以选用42系列两相混合型电机，通过支座固定在底座11上，由外接诸如STK672-080的驱动电路板完成运动控制。在控制时为了保护机械装置，在极限位置安装两个限位开关8，限位开关8依靠支座固定在底座11，滚珠丝杠5的丝杠副移动的极限位置由两个限位开关8限定。

连接块10连接滚珠丝杠5的螺母、磁体定位板3的连接部3t以及直线导轨9的滑块13，连接块10、连接部3t以及滑块13上下叠置并通过诸如螺丝的机构连接在一起。连接块10可以为铝制。步进电机7驱动滚珠丝杠5，从而通过连接块10带动与之连接的直线导轨9的滑块13以及磁体定位板3的连接部3t。在连接块10的驱动下，磁体定位板3在测量平台1表面做直线运动，直线导轨9限制了磁体定位板3的运动方向，即使得磁体定位板3运动时不会由于重力或者惯性等原因而倾斜，从而通过直线导轨9可保证磁体定位板3的运动的精度和匀速性。当磁体定位板3在测量平台1表面做直线运动时，磁体定位板3中的磁体的下表面在测量平台1表面运动并经过霍尔探头块2，霍尔传感器对磁体各个位置的磁场进行测量，最终完成磁场测量过程。

以下描述根据本申请的实施例的中性区测量方法：

待测量磁体放入磁体定位板3后，步进电机带动磁体定位板3正向运动，为消除定位孔与磁体间的空程，运动过程中不能换向，需等一个方向测完再行换向。当磁体定位板3的定位孔4中的磁体经过霍尔探头块2，高斯计读数并产生模拟量输出，该模拟量输出通过屏蔽线输入到数据采集模块，转换成数字信号传输至计算机进行处理，采样频率配合直线运动机构的速度，例如可以控制在1mm取样500点以上。

为了消除运动中测量产生的偏差，正向运动测量完成后进行反向测量，数据处理时将两次测量的结果进行叠加。

下面给出一个具体的数值示例，例如，采用步进电机的步距角为1.8°（即，步进电机每一步旋转1.8度），利用STK672-080驱动电路板采用16细分模式可将步距角变成1/16，对应为3200步/周，运行速度控制在1周/s（即3200步/s），配合2mm丝距的丝杠，对应滑块移动速度2mm/s，对应精度即步距为1/1600mm；数据采集模块采用12位AD转换芯片，对应0.2T和2T量程分辨率为0.1高斯和1高斯；取样速度2000hz，对应取样精度为1000点/mm。当然，本发明的磁体测量装置采用装置不限于此。

对采集到的数据，在计算机进行实时显示，得出表磁曲线，即磁场表面的磁感应强度分布曲线，纵轴为磁感应强度，横轴为磁场表面上各个点沿磁极排布方向的位置。如图3和图4，以两极磁体为例进行说明（可推广至多极磁体），定义磁体沿磁极排布方向（从N极最外端到S级最外端）的物理长度为L（已知），N极中心到物理边界的距离A（未知），S极中心到物理边界的距离B（未知），中性区宽度W（未知,所求）。

两极磁体分为N极、S极与中性区，其表磁分布可看做是由两片单极磁体磁场叠加而成，因而中性区的磁场分布出现畸变，较磁体自由边界的曲线陡峭，从而形成中性区。

如图3所示，磁体的表面磁场曲线2c是N极产生的磁场1c与S极产生的磁场3c叠加的结果。为了确定N极的中心，考察S极在N极中心点产生的磁场：设N极中心相对于S极中心的对称点为点Q，S极在N极中心的产生的磁感应强度值等于S极在点Q处的磁感应强度值，也就是说可通过朝着S极自由边界方向距离S中心为A+B+W处（点Q）的读数得出，而S极的磁场曲线在距离S中心为A+B+W处的斜率必定比距离较近的L/2处小得多。由于在磁体边界处的磁场衰减非常严重，所以在边界外磁场值已经非常小，曲线变得非常平滑，数值变化极小，实际取得的L/2处附近的数值，10个采样点以内的变化率足以忽略不计。因此可以认为N极的中心并不会因为S极磁场的影响而产生偏移。即可认为N极的中心与磁场曲线的N极峰值点是同一点，同样也可认为S极的中心与磁场曲线的S极峰值点是重合的。

因此，根据测量的磁场曲线可以确定N、S极峰值点及零值点，从而通过N、S极峰值点对应的附近的采样点的序号以及取样精度（例如，1000点/mm），可计算出N、S极峰值点的距离E。由图4可知，E=A+B+W，其中，A、B为N、S半极宽，W为中性区宽度，而从图4可以看出W=L-2(A+B)，两式迭代可以得到所求的中性区的宽度W=2E-L。

对于N、S半极宽A、B的值，无法直接计算得出，这是因为虽然可以确定磁场曲线的N极峰值点为N极中心、确定S极峰值点为S极中心，但是由于当磁体的物理边界经过霍尔传感器时，测量设备无法确定此时的采样点序号，因此N、S半极宽A、B仍无法获知。以下给出一种最为接近的计算方法：定义中性区N区宽A'、中性区S区宽B',根据测量的数据可以分别计算得出N、S极峰值点到零值点的距离C、D，由于N、S极中心离中性区较远，在中性区的磁场值小且曲线平缓，考虑此时N、S极距对中性区的分布影响最大，可近似认为A'/A=B'/B。

联立：

A'+B'=W

A'/A=B'/B

A'+A=C

B'+B=D

E=C+D

可以得出A=C(1-W/E)，B=D(1-W/E)。该方法计算的N、S半极宽A、B的值非常接近实际，尤其在相邻两极峰值失衡不严重的情况下，准确度极高。

具体来说，为实现上述方法，在一个周期测量完成后进行以下步骤完成数据处理：

1）数据滤波：在实际测量过程中，由于电路等异常原因可能出现尖峰脉冲等噪声，此时先找出其磁感应强度值与邻近的采样点的磁感应强度值相比异常增大或减小的采样点（即，其磁感应强度值增大或减小的幅度大大超过理论增加值或理论减小值的采样点），这个值就是异常尖峰值，为了剔除该采样点的异常尖峰值，以邻近的若干个采样点的磁场值的平均值代替。

2）取极值、极值点和零值点：找出N、S两极的峰值，峰值对应的在磁场曲线上的位置（极值点），以及中性区的零点对应的位置（零值临界点）。位置值为该值对应的在采样数据串的顺序号。对于出现多个相邻的采样点的值均为峰值或零值的情况，以这些相邻的采样点的中心点为准。计算完成后，挑选同一块磁体正反向测量的结果（即，分别在磁体正反向移动时测量的结果），叠加并取中值作为后续计算依据。由此步骤可得出图3、图4所示N、S极峰值点到零值点的距离C、D和NS极距E的数值。

3）以中间结果为根据，按照前述由图3、图4推导出的公式进行计算:中性区的宽度W=2E-L，N极半极宽A=C(1-W/E)，S极半极宽B=D(1-W/E)。最后，将以上所得的宽度值（取样点的点数）换算成实际距离值（例如，如果取样精度为1000点/mm，即1000点=1mm）并进行显示，整个测量过程完成。

在另一个实施例中，在剔除异常尖峰值之后，对测量得到的多个离散点进行曲线拟合，进而得到相应的磁场分布曲线，根据拟合出的磁场分布曲线来确定N、S两极的峰值点以及零值点，采用曲线拟合后，峰值点可能落在连续两个采样点之间，而不一定恰好对应某个采样点，零值点也类似。此时可以得出更精确的测量数据。

在本申请的实施例中，上述方案的所述霍尔探头块的做法，也可使用其他固胶类和非导磁材料固定霍尔传感器。上述方案中所述控制和数据处理方法，所采用的具体数值仅为说明实例，也可采用其他相近的参数实现。

出于促进对本发明的原理的理解的目的，已经对附图中示出的优选实施例进行了说明，并已经使用了特定的语言来描述这些实施例。然而，该特定的语言并非意图限制本发明的范围，本发明应被解释成包括对于本领域普通技术人员而言通常会出现的所有实施例。此外，除非元件被特别地描述为“必不可少的”或“关键的”，否则没有元件或模块对本发明的实施是必不可少的。

虽然上面已经详细描述了本发明的示例性实施例，但本发明所属技术领域中具有公知常识者在不脱离本发明的精神和范围内，可对本发明的实施例做出各种的修改、润饰和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改、润饰和变型仍将落入权利要求所限定的本发明的示例性实施例的精神和范围内。

最后，除非这里指出或者另外与上下文明显矛盾，否则这里描述的所有方法的步骤可以以任意合适的顺序执行。

Claims (27)

1.一种磁体测量装置，其特征在于，所述磁体测量装置包括：

丝杠，具有螺杆和螺母；

电机，用于驱动丝杠中的螺杆旋转；

测量平台，在测量平台上设置有探头孔，测量平台由不导磁材料制成；

磁体定位板，其中设置有定位孔，定位孔用于放置待测磁体，磁体定位板随着丝杠的螺母的运动而在测量平台上运动；

霍尔探头块，内部设置有霍尔传感器，用于对在霍尔传感器上方经过的待测磁体的各个位置的磁场进行测量，霍尔探头块设置在测量平台上的探头孔中，

其中，霍尔传感器的上表面与霍尔探头块的上表面齐平，霍尔探头块的上表面与测量平台的上表面齐平。

2.根据权利要求1所述的磁体测量装置，其特征在于，

定位孔的大小以正好容下待测磁体，磁体仅仅受到定位孔的四壁的限制，但在重力作用方向上不受限制，磁体的下表面能够在重力的作用下与测量平台的上表面接触。

3.根据权利要求1所述的磁体测量装置，其特征在于，

将定位孔设置成使得定位孔中的每个磁体的各个磁极沿着磁体定位板的运动方向排布。

4.根据权利要求1所述的磁体测量装置，其特征在于，

所述电机为步进电机。

5.根据权利要求1所述的磁体测量装置，其特征在于，

所述磁体测量装置还包括直线导轨，在直线导轨上设置有滑块，滑块与磁体定位板连接。

6.根据权利要求5所述的磁体测量装置，其特征在于，

在丝杠的螺母上连接有连接块，连接块、磁体定位板的连接部以及滑块上下叠置并固定在一起。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

磁体定位板的下表面具有向内凹进的弧度。

8.根据权利要求7所述的磁体测量装置，其特征在于，

磁体定位板的下表面从磁体定位板的沿着磁体定位板的运动方向延伸的两边在与该运动方向垂直的方向上向内凹进。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

所述磁体测量装置还包括底座，在底座上设置丝杠、电机、测量平台、磁体定位板和霍尔探头块。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

测量平台和霍尔探头块的上表面均被磨平至镜面光滑。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

霍尔传感器通过树脂固定在霍尔探头块的孔中。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

当上下调整霍尔探头块的位置使得霍尔探头块的上表面与测量平台的上表面齐平时，通过安装在测量平台的侧面的不导磁螺丝将霍尔探头块固定在探头孔中。

13.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

所述磁体测量装置还包括高斯计，高斯计具有模拟量输出功能。

14.根据权利要求13所述的磁体测量装置，其特征在于，

霍尔传感器的接线从底座下方出来，然后连接高斯计。

15.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

定位孔之间的距离足够消除相邻磁体的磁场的相互影响。

16.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

丝杠为滚珠丝杠，通过丝杠支座固定在底座上，丝杠的连接端通过连轴器与电机连接。

17.根据权利要求4所述的磁体测量装置，其特征在于，

步进电机通过支座固定在底座上，由外接驱动电路板完成运动控制。

18.根据权利要求1-5中任一项所述的磁体测量装置，其特征在于，

所述磁体测量装置还包括限位开关，丝杠的丝杠副移动的极限位置由限位开关限定。

19.一种制造如权利要求1中所述的霍尔探头块的方法，包括以下步骤：

使用不导磁材料制作霍尔探头块，并在霍尔探头块的中间设置圆孔；

将霍尔传感器粘在载片上，所述载片的面积大于圆孔的面积，然后将粘有霍尔传感器的载片倒扣在圆孔内，载片与霍尔探头块的上表面接触；

将霍尔探头块和载片一起倒置，并放于任意平台上；

在霍尔探头块与霍尔传感器之间的间隙中灌注固定剂，待固定剂完全风干后，霍尔传感器就被固定在圆孔中；

将霍尔探头块上表面整体磨平，直至霍尔传感器露出。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，

将霍尔探头块的上表面处理至镜面光滑，使霍尔传感器的上表面与霍尔探头块的上表面齐平，所述固定剂为树脂。

21.一种使用如权利要求1中所述的磁体测量装置的磁体测量方法，包括：

利用霍尔传感器测量磁体表面附近各个位置处的磁场，

进行数据滤波，剔除异常尖峰值，得到相应的磁场分布曲线，

根据测量的磁场分布曲线确定N、S极峰值点及零值点，计算出N、S极峰值点的距离E，计算得出N、S极峰值点分别到零值点的距离C、D，

测量磁体的沿磁极排布方向的物理长度L，

通过公式W＝2E-L求得磁场的中性区宽度W。

22.根据权利要求21所述的磁体测量方法，还包括：

通过公式A＝C(1-W/E)，B＝D(1-W/E)求得N极半极宽A和S极半极宽B。

23.根据权利要求22所述的磁体测量方法，其中，

公式A＝C(1-W/E)，B＝D(1-W/E)是基于A′/A＝B′/B的假定得到的，其中，A′为中性区N区宽、B′为中性区S区宽。

24.根据权利要求21或22所述的磁体测量方法，其中，

在利用霍尔传感器测量磁体表面附近各个位置处的磁场的步骤中，对同一磁体进行正向测量和反向测量，将两种测量结果叠加并取中值作为后续计算依据。

25.根据权利要求21-23中任一项所述的磁体测量方法，其中，

在数据滤波的步骤中，找出磁场值与邻近的采样点的磁场值相比异常增大或减小的采样点，以邻近的预定数量的采样点的磁场值的平均值代替。

26.根据权利要求21-23中任一项所述的磁体测量方法，其中，

在根据测量的磁场分布曲线确定N、S极峰值点及零值点的步骤中，N、S极峰值点为磁感应强度值最大的采样点，零值点为磁感应强度值等于0且位于N、S极峰值点之间的采样点，如果出现多个相邻的采样点的磁感应强度值均为峰值或零值的情况，则以这些相邻的采样点的中心点作为峰值点或零值点。

27.根据权利要求21-23中任一项所述的磁体测量方法，其中，

在剔除异常尖峰值之后，对测量得到的多个离散点进行曲线拟合，进而得到相应的磁场分布曲线，根据拟合出的磁场分布曲线来确定N、S两极的峰值点以及零值点。