磁性材料自动测量装置

❶ 磁电编码器的简介

编码器（Encoder）是将电信号或数据转换成为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类，按照本身属性又可以分为光电编码器和磁电编码器。磁电编码器是一种新型的角度或者位移测量装置，其原理是采用磁阻或者霍尔元件对变化的磁性材料的角度或者位移值进行测量，磁性材料角度或者位移的变化会引起一定电阻或者电压的变化，通过放大电路对变化量进行放大，通过单片机处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，达到测量的目的。其结构分为采样检测和放大输出两部分，采样检测一般采用桥式电路来完成，有半桥和全桥两种，放大输出一般通过三极管和运放等器件去实现。同传统的光电式和光栅式编码器相比，磁电式编码器具有抗振动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰和宽温度的特性，可应用于传统的光电编码器不能适应的领域。高性能磁电式编码器可广泛应用于工业控制、机械制造、船舶、纺织、印刷、航空、航天、雷达、通讯、军工等领域。

❷ 霍尔传感器是如何实现测量的

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

霍尔效应

在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压

霍尔元件

霍尔传感器根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

霍尔传感器的分类

霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
（一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
（二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
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理论基础

霍尔传感器流体中的霍尔效应是研究“磁流体发电”的理论基础。
1）电流传感器必须根据被测电流的额定有效值适当选用不同的规格的产品。被测电流长时间超额，会损坏末极功放管（指磁补偿式），一般情况下，2倍的过载电流持续时间不得超过1分钟。
（2）电压传感器必须按产品说明在原边串入一个限流电阻R1，以使原边得到额定电流，在一般情况下，2倍的过压持续时间不得超过1分钟。
（3）电流电压传感器的最佳精度是在原边额定值条件下得到的，所以当被测电流高于电流传感器的额定值时，应选用相应大的传感器；当被测电压高于电压传感器的额定值时，应重新调整限流电阻。当被测电流低于额定值1/2以下时，为了得到最佳精度，可以使用多绕圈数的办法。
（4）绝缘耐压为3KV的传感器可以长期正常工作在1KV及以下交流系统和1.5KV及以下直流系统中，6KV的传感器可以长期正常工作在2KV及以下交流系统和2.5KV及以下直流系统中，注意不要超压使用。
（5）在要求得到良好动态特性的装置上使用时，最好用单根铜铝母排并与孔径吻合，以大代小或多绕圈数，均会影响动态特性。
（6）在 霍尔传感器大电流直流系统中使用时，因某种原因造成工作电源开路或故障，则铁心产生较大剩磁，是值得注意的。剩磁影响精度。退磁的方法是不加工作电源，在原边通一交流并逐渐减小其值。
（7）传感器抗外磁场能力为：距离传感器5～10cm一个超过传感器原边电流值2倍的电流，所产生的磁场干扰可以抵抗。三相大电流布线时，相间距离应大于5～10cm。
（8）为了使传感器工作在最佳测量状态，应使用图1－10介绍的简易典型稳压电源。
（9）传感器的磁饱和点和电路饱和点，使其有很强的过载能力，但过载能力是有时间限制的，试验过载能力时，2倍以上的过载电流不得超过1分钟。
（10）原边电流母线温度不得超过85℃，这是ABS工程塑料的特性决定的，用户有特殊要求，可选高温塑料做外壳。
霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。
按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量，后者输出数字量。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。

霍尔传感器的特性

（一）线性型霍尔传感器的特性
输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3所示，可见，在B1～B2的磁[1]感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。
（二）开关型霍尔传感器的特性
如图4所示，其中BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。
当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。
另外还有一种“锁键型”（或称“锁存型”）开关型霍尔传感器，其特性如图5所示。
当磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变（即锁存状态），必须施加反向磁感应强度达到BRP时，才能使电平产生变化。

霍尔传感器的应用

按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，这个磁场是被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电学量来进行检测和控制。
（一）线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。例如：
1．电流传感器
由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。 霍尔电流传感器工作原理如图6所示，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上绕有线圈，当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有信号输出。
2．位移测量
如图7所示，两块永久磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。
如果把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大小，如图8所示，是按这一原理制成的力传感器。
二）开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。
1．测转速或转数
如图9所示，，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数（计数器），若接入频率计，便可测出转速。
如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。

❸ 环境样品磁性测量

环境样品磁性测量比较复杂，有的要在实验室外加强磁场测量人工剩磁，除此之外是测量样品的天然剩磁和磁化率。在古地磁研究中，还需要确定磁化强度的稳定性、居里点、饱和磁化强度和矫顽磁力。

4.4.2.1 环境样品磁化率测量

环境样品类似于土壤样品，不研究样品的磁化方向。

环境样品在外磁场中受感应，产生的磁化强度（M）与外加磁场（H）的比值（κ）称样品的磁化率。

环境地球物理学概论

环境样品的磁化率，可用体积磁化率（κ）和质量磁化率（χ）表示，两者的关系为

环境地球物理学概论

式中：ρ为物质的密度，g/cm³，χ单位记作SI（χ），m³/kg；它与CGS制的关系为χ（SI）=4π×10^-3χ（CGSM）。

岩石或者环境样品的磁化率都是外加磁场的函数，只是在弱磁场中（即地磁场中），这种磁化才可以看成是线性的。在地球科学研究中，不仅研究岩石磁化率的数值，而且要研究磁化的方向性。

岩石或样品的磁性测量，原则上讲，凡能测量磁场分量的磁力仪，如悬丝式磁力仪，无定向磁力仪，磁通门磁力仪和卡帕桥等，都可以用来测量磁化率。只是所能达到的精度不同而已。

从测量方法来讲，测量岩石（或样品）磁性的方法主要有静态法和磁感应法。无定向磁力仪测量属静态法，激励场源为稳定场，卡帕桥测量属感应法，激励场源为交变场。其他测量方法，基本上由此派生。无定向磁力仪，灵敏度高（可达10^-8），但对场地环境要求严格，受干扰因素较多，现在已经很少应用。

（1）卡帕桥仪磁化率测量方法

在地磁场中测量样品磁性，是比较方便的常用的磁感应方法。常用的仪器有捷克的KLY-1型，KLY-2型和KLY-3型以及我国的HKB-1型，KLY-2型和KLY-3型为数字式读数。主要用于测量岩石的磁化率。

仪器（以KLY-1型为例）主要由交流电桥组成，桥路由四个线圈S、S′、W₁、W₂构成四臂，如图4.4.1所示，S为测量线圈，测量样品放入其中；S′为平衡线圈，内有小的铁氧体，可上下移动，调节电桥的平衡，W₁、W₂是差动变压器的两个次级绕组；图中Am₁、Am₂、Am₃为放大器；Dm为检波器，G为970Hz交变电压，M₁、M₂为读数显示装置。

打开仪器，在样品放入测量线圈之前，先要使用电位器P，调节电桥平衡，样品放入S后，电感增大，电桥失衡，再调节分压器Dr和电位器B，使电桥重新达到平衡，可以读出磁化率值。

测量之前要做好样品，环境样品准备与土壤样品准备类似，将风干之后的颗粒样品放入高4 cm，直径7～8 cm的无磁性材料制成的容器，一般为塑料或玻璃容器。装填要均匀，表面要平整，并称重量，记录容积。

图4.4.1 Kly-1型卡帕桥原理图

（2）磁通门仪磁化率测量法

使用的仪器为WCL-1型轻便磁化率测量仪，可以测量样品，也可现场测量，仪器为率表读数，测量范围为10×10^-6CGSM～3CGSM，分辨率为5×10^-6CGSM。测量样品一般装入高4 cm，直径为7～8 cm的塑料或玻璃盒内，进行测量。

4.4.2.2 天然剩磁测量方法

天然剩磁的测量仪器现在应用的主要是磁能门磁力仪，美国的DSM-1，2型数字旋转式仪，美国的Mini-Spin和WSW型无定向磁力仪。其中旋转式磁力仪应用较多。

旋转磁力仪的原理是在线圈内或磁通门系统附近磁化样品，连续旋转所产生交变电压振荡。输出电压的振幅正比于旋转轴垂直的磁矩分量，而电压的相位则利用被测分量的方向与样品的参考方向之间的关系来确定。总矢量可由样品绕第二个正交轴旋转得到，实际上是样品依次绕三个轴旋转以取得NRM所有分量的平均值，从而减少样品的非均匀性的影响。当标本绕z轴旋转时，可测得标本总磁矩U在xOy平面上的投影U_xy的大小及与x轴的夹角φ_yz与φ_zx，整理得标本的磁矩U_y和剩余磁化强度M_r。

环境地球物理学概论

由测得的相位角可计算M_r的偏角和倾角。

磁化率仪在测定岩石标本时，将标本放在有电流的线圈旁，由于磁感应能量的变化而产生附加电动势，从而测定岩石磁化率。磁化率仪只能测定岩石的磁化率，但测定快速方便，因而应用较广。

❹ B-H曲线用什么仪器测试

国内一般叫磁性材料测量装置，大概分三类：永磁测量、软磁直流测量和软磁交流测量。
国内有几家，如湖南永逸科技、中国计量院等。

❺ 磁性液位计的磁性液位计的选购

本产品又称磁性液位计,磁翻柱液位计,磁浮子液位计,它是利用磁藕合原理进行工作的,产品弥补了玻璃管液位计不能在高温高压下工作且易碎的多重缺点.
有侧装和顶装二种安装方式,无论那种方式都可以捆绑远传装置,使液位计即可以就地显示液位,又可以远程监控液位.捆绑后的磁翻板液位计可称为远传型磁翻板液位计.
制作磁翻板液位计的工艺虽然很简单,但磁翻板液位计作为计量仪表,特别是远传型磁翻板液位计，如果未经质监局审核,没有生产许可证,产品质量是难以得到保证的.因此,采购磁翻板液位计要选择有生产许可证且信誉好的厂家,价格可能略高一点,但产品质量有保证,售后服务有保证。
磁性液位计的使用玻璃板液位计可直接用来观察各种容器内介质的液位高度。它适用于石油、化工等工业领域的液位指示，该液位计结构简单，观察直观、清晰，不堵塞、不渗漏，安装方便，维修简单。玻璃板液位计上、下端安装法兰与容器相连接构成连通器，透过玻璃板可直接观察到容器内液位的实际高度。上下阀门装有安全钢珠，当玻璃因意外损坏时，钢珠在容器内压的作用下自动密封，防止容器内液体外溢，并保证操作人员安全。磁性浮子式液面计安装于桶槽外侧延伸管上，桶槽内部的液位能由翻板指示器清楚得知。旁路管外侧亦可加装磁性开关，做为电气接点信号输出，或装置液位传送器做远距离液位信号传送及液位控制。该液位计是具有可靠的安全性仪表。由于具有磁性藕合隔离器密闭结构。尤其适用于易燃、易爆和腐蚀有毒液位检测。从而使原复杂环境的液位检测手段变得简单和可靠安全。液位计具有就地显示的直读式特性。不需多组液位计组合。有着单体进行全量程测量。设备少开孔，显示清晰，标志醒目，读数直观等优点。当液位计直接配带显示仪时可省去该系统信号检测的中间变送从而提高其传输精度。
选择磁性液位计应该考虑的因素选择液位计时应考虑以下因素：(1)测量对象，如被测介质的物理和化学性质，以及工作压力和温度、安装条件、液位变化的速度等；(2)测量和控制要求，如测量范围、测量(或控制)精确度、显示方式、现场指示、远距离指示、与计算机的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。
给水工程中常用的液位计及选型要点如下： 在液体中放入一个空心的浮球，当液位变化时，浮球将产生与液位变化相同的位移。可用机械或电的方法来测得浮球的位移，其精确度为±(1~2)%，这种液位计不适用于高粘度的液体，其输出端有开关控制和连续输出。
在净水厂的设计中，多将此种液位计用于集水井的液位测量以控制排水泵的自动开停。 在容器内插入电极，当液位变化时，电极内部介质改变，电极间(或电极与容器壁之间)的电容也随之变化，该电容量的变化再转换成标准化的直流电信号。其精确度为±(0.5~1.5)%。
电容式液位计具有以下优点：传感器无机械可动部分，结构简单、可靠；精确度高；检测端消耗电能小，动态响应快；维护方便，寿命长。缺点是被测液体的介电常数不稳定会引起误差。电容式液位计一般用于调节池、清水池等的液位测量。
当测量范围不超过2m时，采用棒状、板状、同轴电极；当超过2m时，采用缆式电极。当被测介质为水时，采用带绝缘层(可用聚乙烯)的电极。 超声液位计的传感器由一对发射、接收换能器组成。发射换能器面对液面发射超声波脉冲，超声波脉冲从液面上反射回来，被接收换能器接收。根据发射至接收的时间可确定传感器与液面之间的距离，即可换算成液位。其精确度为±0.5%。
这种液位计无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响，因此多用于药池、药罐、排泥水池等的液位测量。但此种方法有一定的盲区，且价格较贵。
另外楼主讲到磁翻板液位计，要考虑磁性材料的退磁问题，退磁导致液位计不能正常工作，测量结果也不能为操作人员信任。磁翻板液位计推荐选用的场合：高处不轻易接近读取液位的场所，例如塔等。但不能只设置磁翻板液位计，要同时设置玻璃板液位计，磁翻板液位计只能做参考用。另外较重要的液位（与工艺安全、设备安全相关）例如，汽包液位，不推荐用磁翻板液位计。
磁翻板液位计还要考虑介质的腐蚀性和使用寿命，因为磁翻板是工艺介质里装有磁性浮筒，浮筒耐腐蚀性和厚度也要考虑！

❻ 磁性材料的磁性能为

永磁材料的主要磁性能指标是：剩磁(Jr,Br)、矫顽力(bHc)、内禀矫顽力(jHc)、磁能积(BH)m。我们通常所说的永磁材料的磁性能，指的就是这四项。永磁材料的其它磁性能指标还有：居里温度(Tc)、可工作温度(Tw)、剩磁及内禀矫顽力的温度系数(Brθ,jHcθ)、回复导磁率(μrec.)、退磁曲线方形度(Hk/jHc)、高温减磁性能以及磁性能的均一性等。
除磁性能外，永磁材料的物理性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等；机械性能则包括维氏硬度、抗压（拉）强度、冲击韧性等。此外，永磁材料的性能指标中还有重要的一项，就是表面状态及其耐腐蚀性能。

❼ 电磁铁通电时间越长产生的磁性越强

影响电磁铁磁性的因素：
电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯
影响电磁铁磁性强弱的因素：

猜想：电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关？
A、线圈中电流的大小
B、有无铁芯
C、线圈的匝数

实验方法：
控制变量法：影响电磁铁磁性的因素可能有多个方面，当研究其中某方面的影响时，应当保持其他方面的状态不变。
①保证线圈匝数不变，改变通过电磁铁的电流大小，观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。（如图）

移动滑动变阻器改变电流的大小，探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；
结论：当电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性就越强。

②保证线圈匝数和电流大小不变,使电磁铁有无铁心，观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。

结论：当电磁铁线圈的匝数和通过的电流一定时，有铁心的电磁铁磁性更强。

③用两个同样的铁心，让线圈串联起来，保证通过电磁铁的电流不变（相等），改变电磁铁线圈的匝数，观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。（如图）

结论：当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性就越强。

归纳总结：影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流大小、线圈的匝数、有无铁芯。电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强；有铁芯比没有铁芯磁性强。

控制变量法在探究“影响电磁铁磁性强弱”中的运用：
    由于电磁铁的磁性强弱与铁芯的有无、电流的强弱、线圈的匝数多少有关。因此，在比较电磁铁磁性强弱时，必须同时控制某几个变量不变来进行比较。例为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。

(1)当开关闭合后，请在甲图中标出磁体的N极；
(2)比较图____和____可知：匝数相同时，电流越大磁性越强；
(3)由图____可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强。

解析：由题中乙、丙两图可看出，磁铁外形和匝数相同，当接入电路的电阻减小，即电流增大时，吸引大头针越多表明电磁铁磁性越强。由丁图可看出两外形相同的电磁铁是串联，故通过它们的电流相等，匝数越多的吸引大头针越多，其磁性越强。

❽ 测量磁性材料的居里温度 740℃左右用什么仪器

测试仪器没有影响，普通的电桥就行，而测试用的线材要有能耐这么高温度的，还有就是烘烤设备可能需要定做，有些材料在这么的高温度下测试时如果不采用气体保护的话，产品性能会出现变化影响测试的准确性。
参考：http://bbs.big-bit.com/thread-473092-1-1.html

❾ 横店东磁的研发机构

技术开发部创建于1998年11月，由下辖的国家级企业博士后科研工作站、浙江省磁性产品质量检测中心、浙江省磁性材料试验基地及新材料研发试验基地四部分组成，目前拥有一支由国内外专家及中高级技术人员组成的高素质科研队伍。2002年被浙江省经贸委认定为省级企业技术中心。
“以一流的工作环境，吸引一流的人才精英，创造一流的科技成果”是开发部的战略目标，开发部配置了先进的德国博朗兹hh-ex-0.25/1451实验钟罩炉、钟罩式气氛烧结炉、真空炉、改进型真空烧结炉、成型压机、砂磨机、烘箱等材料研制设备及日本SY-8232 BH分析仪、美国HP-4291B高频阻抗/材料分析仪、HP-4284A多频LCR测试仪、美国CH258功耗测试仪、德国Robograph 2磁瓦测试仪、MATS-2000磁性自动测量装置、Ls-pop(Ⅲ)激光粒度分析仪、DMT-1稀土永磁测试仪、WGD701高低温试验箱、SH-661小型环境试验箱、NIM-2000永磁精密测量系统、NIM-2000F永磁测量系统、拉力试验机、振动台、冲击碰撞台、ZSX100E型X荧光分析仪、WFX－1C原子吸收光度计、752C型紫外可见分光光度计、WPP2型平面光栅摄仪、HCS-140红外碳硫分析仪、IRO-I氧测定仪、高精度分析天平等仪器共计约100台(套)国内外先进的实验及检测设备，进行新产品、新材料、新技术、新工艺的研究开发工作。

❿ 国内哪家机构可以做磁性材料矫顽力测试，或者哪家公司生产测试设备

这个很多，计量院，权威机构都可以做