CN105116226B - 高压条件下永磁材料电阻率的测量装置与测量方法 - Google Patents

Abstract

高压条件下永磁材料电阻率的测量装置与测量方法。本发明涉及一种高压条件下永磁材料电阻率的测量装置与测量方法。所述的圆柱形永磁试样(1)的顶端连接紧固件I(2)与紧固件II(3)，所述的圆柱形永磁试样(1)的底端连接紧固件III(4)与紧固件IV(5)，所述的紧固件I(2)、所述的紧固件II(3)、所述的紧固件III(4)与所述的紧固件IV(5)分别连接紧固件螺栓(6)；所述的紧固件I(2)、所述的紧固件II(3)、所述的紧固件III(4)与所述的紧固件IV(5)分别连接引线的一端。本发明用于高压条件下永磁材料电阻率的测量装置与测量方法。

Description

高压条件下永磁材料电阻率的测量装置与测量方法

技术领域：

本发明涉及一种高压条件下永磁材料电阻率的测量装置与测量方法。

背景技术：

随着经济的发展，人类对各种资源的需求量不断加大，而海洋中真好蕴藏着大量的资源和能源，因此深海探测器等深海所用的设备就显得尤为重要，这其中作为重要执行部件的永磁电机，由于其优良性能，便被广泛使用。为设计出满足需要的永磁电机，首要的就是要对所用材料的性能有较为清楚的了解，这其中就包括永磁材料电阻率，随着海洋探测器下潜深度增加，所受到的外部压力不断增大，因此对高压条件下永磁材料电阻率的变化情况有个清晰的认识就显得尤为重要。为此本发明提供了一种用来测量永磁材料电阻率随压强变化的方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可以很方便的测量高压条件下永磁体材料的电阻率，且不必考虑接触电阻和引线电阻对测量结果产生的影响的高压条件下永磁材料电阻率的测量装置与测量方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种高压条件下永磁材料电阻率的测量装置，其组成包括：紧固件、固件螺栓6，所述的紧固件包括紧固件I 2、紧固件II 3、紧固件III4及紧固件IV5，所述的紧固件I 2、所述的紧固件II 3、所述的紧固件III4及所述的紧固件IV5分别配合所述的固件螺栓6使用，所述的紧固件I 2与所述的紧固件II 3连接圆柱形永磁试样1的顶端，所述的紧固件III4与所述的紧固件IV5连接所述的圆柱形永磁试样1的底端；所述的紧固件I 2、所述的紧固件II3、所述的紧固件III4与所述的紧固件IV5分别连接引线的一端。

一种利用所述的测量装置实现高压条件下永磁材料电阻率的测量方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：圆柱形永磁试样1的电阻率；

所述的紧固件I 2与所述的紧固件IV5作为电流接触端，所述的紧固件II3与所述的紧固件III4作为电压接触端，所述的紧固件I 2的外边缘与所述的圆柱形永磁试样1的顶面处在同一平面，所述的紧固件IV5的外边缘与所述的圆柱形永磁试样1的底面处在同一平面，这样可以尽量增大内侧两个紧固件II 3与紧固件III4的实际检测试样的有效长度L_ef，然后将与紧固件I 2与紧固件IV5与电阻测量仪的的电流接触端相连，紧固件II 3与紧固件III4与电阻测量仪的的电压接触端相连，可直接通过电阻测量仪得到试样的电阻R，根据测量得到的试样电阻R计算得到试样的电阻率ρ为：

S＝πr²

式中，S为试样的横截面积，r为圆柱形试样的半径；L_ef为电压检测端之间的距离。

步骤二：测量圆柱形永磁试样1在不同压力下的电阻率；

将测量电阻率的测量装置通过机械加压：先将圆柱形永磁试样1固定在绝缘板上，且绝缘板的长度应小于圆柱形永磁试样1的长度以方便其端部与加压装置完全接触，然后利用分别固定在圆柱形永磁试样1的两个端面的加压装置对永磁体试样加压，该加压装置端面的直径至少为圆柱形永磁试样1端面直径的三倍，对圆柱形永磁试样1施加方向为轴向的压力，并利用与压力装置相连的压力传感器测定所施加的压力值的大小，加压过程中需保持圆柱形永磁试样1的端面与加压装置端面完全接触，并缓慢加压，以避免试样受到不平衡的径向力而损坏；测量过程中，要时刻观察压力传感器检测的施加压力值P，和电阻测量仪测量的到的试样电阻R，由此便可算出圆柱形永磁试样1不同压力下的电阻率ρ为：

式中，S为试样的横截面积；L_ef为电压检测端之间的距离。

或者将测量电阻率的测量装置通过高压密封桶加压，首先在高压密封桶内注入实验用油，然后将圆柱形永磁试样1连同四个紧固件以及一部分引线放入高压密封桶中，盖紧高压密封桶端盖后，高压密封桶连接软管的一端，软管的另一端连接压力泵，压力泵通过软管对高压桶进行注油加压，压力值可以通过压力泵上的压力表测量。圆柱形永磁试样1在高压密封桶内受力相对比较均匀，测量过程中应同时监测高压桶内的压力值，和电阻测量仪检测到的圆柱形永磁体试样的电阻值R，并由此算出圆柱形永磁体试样在不同压力下的电阻率ρ为：

式中，S为试样的横截面积；L_ef为电压检测端之间的距离。

有益效果：

1.本发明提出的试样紧固件制作简单，包含四个相同规格的环形试样紧固件，主要靠螺栓将其固定在试样上。

2.本发明可以很方便的测量高压条件下永磁体材料的电阻率。

3.本发明不必考虑接触电阻和引线电阻对测量结果产生的影响的高压条件下永磁材料电阻率。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的紧固螺栓的局部放大示意图。

具体实施方式：

实施例1

一种高压条件下永磁材料电阻率的测量装置，其组成包括：紧固件、固件螺栓6，所述的紧固件包括紧固件I 2、紧固件II 3、紧固件III4及紧固件IV5，所述的紧固件I 2、所述的紧固件II 3、所述的紧固件III4及所述的紧固件IV5分别配合所述的固件螺栓6使用，所述的紧固件I 2与所述的紧固件II 3连接圆柱形永磁试样1的顶端，所述的紧固件III4与所述的紧固件IV5连接所述的圆柱形永磁试样1的底端；所述的紧固件I 2、所述的紧固件II3、所述的紧固件III4与所述的紧固件IV5分别连接引线的一端。

实施例2

一种利用实施例1所述的测量装置实现高压条件下永磁材料电阻率的测量方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：圆柱形永磁试样1的电阻率；

所述的紧固件I 2与所述的紧固件IV5作为电流接触端，所述的紧固件II 3与所述的紧固件III4作为电压接触端，所述的紧固件I 2的外边缘与所述的圆柱形永磁试样1的顶面处在同一平面，所述的紧固件IV5的外边缘与所述的圆柱形永磁试样1的底面处在同一平面，这样可以尽量增大内侧两个紧固件II 3与紧固件III4的实际检测试样的有效长度L_ef，然后将与紧固件I 2与紧固件IV5与电阻测量仪的的电流接触端相连，紧固件II 3与紧固件III4与电阻测量仪的的电压接触端相连，可直接通过电阻测量仪得到试样的电阻R，根据测量得到的试样电阻R计算得到试样的电阻率ρ为：

S＝πr²

式中，S为试样的横截面积，r为圆柱形试样的半径；L_ef为电压检测端之间的距离。

步骤二：测量圆柱形永磁试样1在不同压力下的电阻率；

将测量电阻率的测量装置通过机械加压：先将圆柱形永磁试样1固定在绝缘板上，且绝缘板的长度应小于圆柱形永磁试样1的长度以方便其端部与加压装置完全接触，然后利用分别固定在圆柱形永磁试样1的两个端面的加压装置对永磁体试样加压，该加压装置端面的直径至少为圆柱形永磁试样1端面直径的三倍，对圆柱形永磁试样1施加方向为轴向的压力，并利用与压力装置相连的压力传感器测定所施加的压力值的大小，加压过程中需保持圆柱形永磁试样1的端面与加压装置端面完全接触，并缓慢加压，以避免试样受到不平衡的径向力而损坏；测量过程中，要时刻观察压力传感器检测的施加压力值P，和电阻测量仪测量的到的试样电阻R，由此便可算出圆柱形永磁试样1不同压力下的电阻率ρ为：

式中，S为试样的横截面积；L_ef为电压检测端之间的距离。

或者将测量电阻率的测量装置通过高压密封桶加压，首先在高压密封桶内注入实验用油(10号、12号、15号、16号、41号等型号的液压油，具体使用型号可根据实际应用条件选用其中一种)，然后将圆柱形永磁试样1连同四个紧固件以及一部分引线放入高压密封桶中，盖紧高压密封桶端盖后，高压密封桶连接软管的一端，软管的另一端连接压力泵，压力泵通过软管对高压桶进行注油加压，压力值可以通过压力泵上的压力表测量。圆柱形永磁试样1在高压密封桶内受力相对比较均匀，测量过程中应同时监测高压桶内的压力值，和电阻测量仪检测到的圆柱形永磁体试样的电阻值R，并由此算出圆柱形永磁体试样在不同压力下的电阻率ρ为：

式中，S为试样的横截面积；L_ef为电压检测端之间的距离。

首要解决的就是选择适合压强场合下的永磁体试样，因为测量永磁材料电阻率随压强变化情况，就需要考虑压强对试样强度的影响，一般永磁材料的脆性较差，为保证永磁材料试样在各方向上受力均匀，因此本发明中将永磁材料做成圆柱形。这样可以保证永磁材料除两个端面外，各方向受力均相同；在保证试样强度前提下，可以适当的将试样横截面积做的小一些，以增大测量电阻。

由于高压密封桶由导磁材料制成，因此利用高压密封桶对圆柱形永磁试样加压，并测量圆柱形永磁试样电阻率随压力的变化情况时，必须将圆柱形永磁试样固定在绝缘材料上，以避免其与密封高压桶壁相接触，若永磁材料没有充磁，则不必考虑该问题；对于某些不易制作成圆柱形试样的永磁材料，也可将其制作成长条形，但此时应将圆形试样的紧固件，变为矩形试样的紧固件，剩下操作和测量方法均与圆柱形试样的相同。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种高压条件下永磁材料电阻率的测量装置，其组成包括：紧固件、固件螺栓(6)，其特征是：所述的紧固件包括紧固件I(2)、紧固件II(3)、紧固件III(4)及紧固件IV(5)，所述的紧固件I(2)、所述的紧固件II(3)、所述的紧固件III(4)及所述的紧固件IV(5)分别配合所述的固件螺栓(6)使用，所述的紧固件I(2)与所述的紧固件II(3)连接圆柱形永磁试样(1)的顶端，所述的紧固件III(4)与所述的紧固件IV(5)连接所述的圆柱形永磁试样(1)的底端；所述的紧固件I(2)、所述的紧固件II(3)、所述的紧固件III(4)与所述的紧固件IV(5)分别连接引线的一端。

2.一种利用权利要求1所述的测量装置实现高压条件下永磁材料电阻率的测量方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：

步骤一：圆柱形永磁试样(1)的电阻率；

所述的紧固件I(2)与所述的紧固件IV(5)作为电流接触端，所述的紧固件II(3)与所述的紧固件III(4)作为电压接触端，所述的紧固件I(2)的外边缘与所述的圆柱形永磁试样(1)的顶面处在同一平面，所述的紧固件IV(5)的外边缘与所述的圆柱形永磁试样(1)的底面处在同一平面，这样可以尽量增大内侧两个紧固件II(3)与紧固件III(4)的实际检测试样的有效长度L_ef，然后将与紧固件I(2)与紧固件IV(5)与电阻测量仪的电流接触端相连，紧固件II(3)与紧固件III(4)与电阻测量仪的电压接触端相连，可直接通过电阻测量仪得到试样的电阻R，根据测量得到的试样电阻R计算得到试样的电阻率ρ为：

<mrow> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </mrow> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow>

S＝πr²

式中，S为试样的横截面积，r为圆柱形试样的半径；L_ef为电压检测端之间的距离；

步骤二：测量圆柱形永磁试样(1)在不同压力下的电阻率；

将测量电阻率的测量装置通过机械加压：先将圆柱形永磁试样(1)固定在绝缘板上，且绝缘板的长度应小于圆柱形永磁试样(1)的长度以方便其端部与加压装置完全接触，然后利用分别固定在圆柱形永磁试样(1)的两个端面的加压装置对永磁体试样加压，该加压装置端面的直径至少为圆柱形永磁试样(1)端面直径的三倍，对圆柱形永磁试样(1)施加方向为轴向的压力，并利用与压力装置相连的压力传感器测定所施加的压力值的大小，加压过程中需保持圆柱形永磁试样(1)的端面与加压装置端面完全接触，并缓慢加压，以避免试样受到不平衡的径向力而损坏；测量过程中，要时刻观察压力传感器检测的施加压力值P，和电阻测量仪测量的到的试样电阻R，由此便可算出圆柱形永磁试样(1)不同压力下的电阻率ρ为：

<mrow> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </mrow> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow>

式中，S为试样的横截面积；L_ef为电压检测端之间的距离；

或者将测量电阻率的测量装置通过高压密封桶加压，首先在高压密封桶内注入实验用油，然后将圆柱形永磁试样(1)连同四个紧固件以及一部分引线放入高压密封桶中，盖紧高压密封桶端盖后，高压密封桶连接软管的一端，软管的另一端连接压力泵，压力泵通过软管对高压桶进行注油加压，压力值可以通过压力泵上的压力表测量，圆柱形永磁试样(1)在高压密封桶内受力相对比较均匀，测量过程中应同时监测高压桶内的压力值，和电阻测量仪检测到的圆柱形永磁体试样的电阻值R，并由此算出圆柱形永磁体试样在不同压力下的电阻率ρ为：

<mrow> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </mrow> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow>

式中，S为试样的横截面积；L_ef为电压检测端之间的距离。