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。河南華鳴儀器設(shè)備有限公司從2010年開始進行磁矩、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**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)，可通過磁體形狀進行計算獲得，目前對于圓柱、圓環(huán)和方塊比較好計算，準(zhǔn)確度大約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)保證其精度。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)定的準(zhǔn)確度和磁通計準(zhǔn)確度。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)的準(zhǔn)確標(biāo)定：可通過高精度恒流電源和高斯計進行標(biāo)定。

     1-3、線圈的均勻區(qū)的檢驗：可采用高斯計進行多點檢驗。

     1-4、線圈正交度的檢驗：采用三維高斯計進行檢驗，采用方形磁鋼旋轉(zhuǎn)測量進行對平臺面微調(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)磁場中進行校準(zhǔn)，定位精度可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣品進行修正，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。華鳴儀器于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，檢驗磁偏角的準(zhǔn)確性。