隨著永磁傳感器和磁場設(shè)計的發(fā)展，需要對所使用的永磁材料器件的磁矩和磁偏角進(jìn)行的測量和評估,，今年國家和企業(yè)聯(lián)合相繼開展了：永磁鐵氧體國家標(biāo)準(zhǔn)TC68新增標(biāo)準(zhǔn)提案（新增永磁鐵氧體磁通量和磁矩測試方法）、永磁磁矩標(biāo)準(zhǔn)樣品制備,、磁場線圈校準(zhǔn)規(guī)范、磁場磁偏角測試標(biāo)準(zhǔn)（團(tuán)標(biāo)）,、磁矩測試標(biāo)準(zhǔn)（擬定團(tuán)標(biāo)）等一系列與永磁器件磁矩,、磁偏角相關(guān)多項工作討論。

　　永磁材料的磁矩,、磁偏角測量已經(jīng)成為市場上一款大型測試設(shè)備,，并開始引起行業(yè)的重視。稀土永磁器件磁偏角測量早的產(chǎn)品可溯源到上世紀(jì)80年代美國LDJ生產(chǎn)的三維亥姆霍茲線圈法設(shè)備的制造,，可能由于當(dāng)時需求少的制約限制了該產(chǎn)品的發(fā)展,。湖南省永逸科技有限公司從2010年開始進(jìn)行磁矩、磁偏角測試設(shè)備的研發(fā),，2011年曾經(jīng)與德國matesy GmbH公司合作,，將“M-axis Standard磁偏角測量設(shè)備”引入中國，M-axis Standard磁偏角測量設(shè)備是一款創(chuàng)新型的磁偏角測量設(shè)備,，其原理是采用磁阻矩陣測試永磁磁體的空間磁場分布,，采用數(shù)學(xué)計算獲得磁體的磁矩和磁偏角，區(qū)別于傳統(tǒng)的線圈法測量,。下面就兩種測試方法進(jìn)行相關(guān)介紹：

一,、線圈法型磁偏角設(shè)備與新型M-axis測試設(shè)備的原理差異：

1,、亥姆霍茲線圈法測量：采用單軸或三軸亥姆霍茲線圈，分別測試三個磁矩分量Mx,、My和Mz,，通過簡單的數(shù)學(xué)計算即可獲得總磁矩M和磁偏角θz。

2,、M-axis磁矩標(biāo)量法：采用矩陣分布的磁場傳感器測試永磁器件的空間磁場分布B1,、B2...、Bn,通過較復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算獲得總磁矩M和磁偏角θz,。

二,、可派生的參數(shù)：

　　兩種方法都是間接推算剩磁Br 的，因為都可通過磁矩計算出來,。具體為：Bdi=m/(v×108)（Gs）,，Br=Bdi×(urec+PC)/(PC+1)。其中將燒結(jié)NdFeB材料的回復(fù)磁導(dǎo)率μrec近似等效為1.05,，磁導(dǎo)系數(shù)PC值只考慮和磁體的幾何形狀長徑比有關(guān),，可通過磁體形狀進(jìn)行計算獲得，目前對于圓柱,、圓環(huán)和方塊比較好計算,，度大約2%。

三,、測試精度：

　　一個測量系統(tǒng)不應(yīng)僅僅是測量到值,，也應(yīng)其精度。即使任何測量系統(tǒng)都無法避免存在誤差,，但還是可以通過一些方法降低其范圍,。通常情況下，有兩類主要的誤差需要考慮,，即均值偏差和不確定度,。下面將從這兩個方面比較一下兩種不同的測量方式。

1,、亥姆霍茲線圈法主要偏差來源是亥姆霍茲常數(shù)標(biāo)定的度和磁通計度,。需要注意事項有：

　　1-1、線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計：如測試樣品主軸方向磁矩信號強(qiáng)可作為三軸外層線圈,，減小加工的難度,，非主軸方向感應(yīng)弱，盡可能增加線圈的匝數(shù)提高分辨力,，該結(jié)構(gòu)我們使用后目前已經(jīng)為其他企業(yè)所模仿,。

　　1-2、線圈常數(shù)的標(biāo)定：可通過高精度恒流電源和高斯計進(jìn)行標(biāo)定。

　　1-3,、線圈的均勻區(qū)的檢驗：可采用高斯計進(jìn)行多點檢驗,。

　　1-4、線圈正交度的檢驗：采用三維高斯計進(jìn)行檢驗,，采用方形磁鋼旋轉(zhuǎn)測量進(jìn)行對平臺面微調(diào),。

　　1-5、磁通計可采用伏秒發(fā)生器或高等級的磁通計進(jìn)行校準(zhǔn),。

2,、M-axis磁矩標(biāo)量法主要偏差來源是傳感器的線性度和安裝定位精度，線性度可以通過在標(biāo)準(zhǔn)磁場中進(jìn)行校準(zhǔn),，定位精度可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行修正,，Matesy GmbH 保存著由德國PTB傳遞標(biāo)準(zhǔn)樣品。

四,、不確定度

　　亥姆霍茲線圈法和M-axis磁矩標(biāo)量法相應(yīng)的信噪消減方法不太相同,。盡管偏差源都來源于環(huán)境磁信號和電信號噪聲，以及由操作者造成的無法預(yù)料的操作誤差,。但亥姆霍茲線圈法主要來源于漂移及外磁場波動,，所以需要在環(huán)境磁場比較干凈的區(qū)域使用，一般要求磁場波動小于10n到100nT,，具體可根據(jù)測試線圈的展開面積來確定,；M-axis磁矩標(biāo)量法只與隨機(jī)分布結(jié)果關(guān)聯(lián)，也可通過濾波器消除無關(guān)頻域沒有漂移,，但使用環(huán)境需要無永磁磁場的影響,，Matesy GmbH這方面的工作已經(jīng)做得很好。湖南省永逸科技有限公司于2019年11月研制完成剔除外場干擾磁矩磁偏角測試設(shè)備,，設(shè)備將可使用到車間環(huán)境中,，并為實現(xiàn)自動化測量奠定了基礎(chǔ)。

五,、磁偏角測試設(shè)備的檢驗

　　目前尚沒有磁矩和磁偏角相關(guān)的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)我們近10年來生產(chǎn)設(shè)備的經(jīng)驗,，可采用以下方法可進(jìn)行對磁偏角測試設(shè)備的整體評估：

1,、采用磁鋼任意姿態(tài)放入測試線圈中，檢驗總磁矩M一致性,；

2,、采用給磁鋼添加固定角度的鍥塊，檢驗磁偏角的性,。

　　湖南省永逸科技有限公司目前是國內(nèi)磁偏角測試設(shè)備的主要供應(yīng)商之一（距離我QQ空間開篇作“自動測量磁偏角裝置的設(shè)計”整整10年）,，曾將德國Matesy GmbH生產(chǎn)的多臺M-axis磁矩磁偏角測試設(shè)備引入中國企業(yè)，但M-axis因其區(qū)別于傳統(tǒng)的創(chuàng)新測試方法反而成為大家認(rèn)同的障礙,，這是一個遺憾,！公司于2013年不再代理M-axis,，同年Matesy GmbHz總經(jīng)理Hendryk Richert訪問永逸科技，就稱贊FE-2100AM磁矩磁偏角測量設(shè)備,，是他所考察的采用線圈法測試磁偏角的優(yōu)良的設(shè)備,！自2013年后，湖南永逸科技有限公司已經(jīng)為國內(nèi)外用戶提供FE-2100AM磁偏角測試設(shè)備45套,。