[发明专利]一种测量静磁力的方法及装置

说明书

本发明公开了一种测量静磁力的方法及装置，该方法为：在永磁体和导磁柱之间，放置不同厚度阻隔片，拨动拨杆使得弹簧秤位置下降，并且读数小于0，然后拨杆微转动螺杆提拉弹簧秤，使得弹簧秤的读数取得最大值，此时弹簧秤读数为对应相应厚度的阻隔片厚度也就是永磁体和导磁体之间空气间隔的静磁力。所采用的装置包含：支撑系统、拉力测量系统、静磁场固定系统等部分构成。静磁场固定系统：由两个静磁场支撑块及两个压块构成，压块将含有永磁体的反射镜固定于静磁场支撑块上。本发明提出了一种静磁力的测量方法和测量装置，并通过测量给出了一种实例的静磁力学模型，应用在永磁体和软磁材料之间静磁力的测量，也可以应用在拉应力测量等场合。

技术领域

本发明涉及磁力测量的技术领域，具体涉及一种测量静磁力的方法和装置。

背景技术

磁性材料从性能和使用的方面来说，按矫顽力的大小分为软磁材料和硬磁材料两大类。矫顽力很小的叫软磁材料，矫顽力大的叫做硬磁材料，软磁材料适用于交变磁场中，比如电感元件、变压器、电动机、发电机等的铁芯都是软磁材料制作的。硬磁材料又可以成为永磁体，能够在外加磁场撤销后保留较强的剩余磁化强度，可以产生稳恒的磁场。利用电磁场驱动的系统可以大致分为两类，一类为永磁体运动，线圈固定称之为动磁式，另一类为线圈运动，永磁体固定称之为动圈式。无论在动磁驱动系统中还是在动圈驱动系统中，主体都是由永磁体和包含软磁材料的线圈构成，在线圈中没有输入电流时，只存在永磁体和线圈中软磁体(称为导磁柱)的相互作用力，称之为静磁力，是由于，永磁体的磁场使得导磁柱磁化后产生的磁场与永磁体的磁场的相互作用。

有些计算静磁力的模型，比如磁荷法，但是对要计算分析的磁场有限制要求，要求针对两个无限大平板磁体之间的磁场作用力进行计算，模型中没有两者之间的间隔作为参量。此模型不能计算有限小尺寸的磁场之间作用力，而且也不能给出不同间隔情况下静磁力结果。而不同间隔所对应的静磁力往往是应用场合所关心的。

还有就是利用电磁线圈互感产生的磁通量和永磁体磁通量之间来进行类比计算，这种方法可以给出不同的间隔对应的力，但这种方法是类比移植的，计算的值往往大的令人难以置信。现有的方法不能给出准确的模型和数值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种测量静磁力的方法及装置，能够解决有一定间隔的永磁体和软磁体之间的静磁力测量问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测量静磁力的装置，包含永磁体固定系统、间隔微调与测力系统及支撑系统等3个分部件。每个分部件的作用分别是：永磁体固定系统将包含永磁体的部件永磁体载体固定在光学平台上，永磁体可以沿x、y方向做位置调整，以便和软磁体对准。间隔微调与测力系统内包含一个弹簧秤，其作用是负责给出拉力的读数值，间隔微调与测力系统的连接柱用来固定软磁体，间隔微调与测力系统的螺杆能够带动软磁体做精确的上下位置调整，上下调整时弹簧秤显示的拉力会发生变化，上下调节通过拨动拨杆使得螺杆相对支撑系统运动实现。支撑系统固定间隔微调与测力系统，调整支撑系统的横梁凹槽位置可以实现间隔微调与测力系统沿y方向的位置调整，调整支撑系统的纵梁上的凹槽能够使得间隔微调与测力系统沿x方向做位置调整。调整间隔微调与测力系统沿 x、y两个方向的位置为了调整永磁体和软磁体在x、y两个方向坐标位置重合，使得软磁体轴线、弹簧秤的拉力方向以及静磁力的方向在一条轴线上。软磁体和永磁体对准后，将已知厚度的阻隔片放置在永磁体上，阻隔片要求为非磁性材料并且难以压缩，放上阻隔片后，旋转拨杆使得螺杆下降，观测弹簧秤的读数由正变为负，然后反向旋转拨杆使得弹簧秤的读数出现正的最大值，记录此最大值即为静磁力值。由于软磁体与永磁体之间的间隔越小静磁力越大，软磁体刚刚离开阻隔片表面的临界位置产生最大值，此时弹簧秤的拉力与静磁力平衡，并且由于阻隔片无法压缩，此时的阻隔片厚度等于间隔，也就测量出对应间隔的静磁力。

进一步地，所述的永磁体固定系统包括有永磁体垫块、压块，永磁体垫块包含横凹槽和纵凹槽，横凹槽使得能够沿y方向调节永磁体载体位置，对永磁体载体在x方向限位，纵凹槽使得能够沿x方向调节永磁体载体位置，对永磁体载体在y方向限位。