當(dāng)磁場(chǎng)變化施加到線圈上時(shí),線圈中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),這就是電磁感應(yīng)原理,應(yīng)用于發(fā)電機(jī)等。使用磁通計(jì)進(jìn)行磁通量測(cè)量也是基于電磁感應(yīng)原理。
磁通量(單位:Wb [Waver])的定義是“當(dāng)一匝閉合電路(線圈)中與電路交鏈的磁通量均勻波動(dòng) 1 秒時(shí),由于以下原因而產(chǎn)生 1 V 的電流:電磁感應(yīng)強(qiáng)度。產(chǎn)生電力的磁通量。
定義中沒有規(guī)定一匝閉合電路(線圈)的尺寸和形狀。換句話說,用于測(cè)量的線圈可以是任何形狀。
該圖顯示了磁鐵產(chǎn)生的磁通線的圖像??紤]到磁通線密度越高,磁力越強(qiáng)。(這是磁通密度的圖像。)
比較線圈1和線圈2,如果磁鐵位于線圈的內(nèi)周,則磁力對(duì)線圈1的影響會(huì)更大。磁通量的大小取決于磁力的變化量,因此如果線圈遠(yuǎn)離磁鐵,線圈1的磁力變化量自然會(huì)更大。
假設(shè)當(dāng)線圈1在1秒內(nèi)移動(dòng)到磁鐵的磁影響減小的位置時(shí),線圈兩端產(chǎn)生1V的電動(dòng)勢(shì)。使用線圈1測(cè)得的磁通量為1Wb。
如果以同樣的方式移動(dòng)線圈2,并產(chǎn)生0.5V的電動(dòng)勢(shì),則測(cè)量值為0.5Wb。
即使作為測(cè)量對(duì)象的磁鐵相同,如果使用的傳感器(線圈)不同,測(cè)量值也會(huì)不同。然而,沒有定用于磁通量測(cè)量的線圈的尺寸和形狀。因此,這兩個(gè)值作為測(cè)量值都是正確的。
磁通密度定義了檢測(cè)到磁通的部分的面積。單位是高斯或特斯拉。1特斯拉將磁通量檢測(cè)面定義為1m2 。因此,公式1Wb/m 2 = 1特斯拉成立。詳細(xì)信息請(qǐng)參考磁通密度、磁通的定義和測(cè)量。
乍一看上圖中,線圈 2 似乎覆蓋了更多由磁鐵產(chǎn)生的磁通線。然而,重要的是與線圈交鏈的磁通線。
測(cè)量磁通量時(shí),測(cè)量的對(duì)象是穿過線圈的磁通線,即穿過內(nèi)部并突出到外部的磁通線。無法測(cè)量不與線圈相交的磁通線。
這意味著兩條不同的閉合曲線像鏈條一樣相互穿過。
如上所述,對(duì)于用于測(cè)量的磁場(chǎng)檢測(cè)線圈的尺寸、形狀等沒有定義。因此,從相反的角度來看,可以根據(jù)待測(cè)磁體的形狀和磁化極數(shù)來最佳地制造和使用用于測(cè)量的探測(cè)線圈。
關(guān)于線圈匝數(shù),磁通計(jì)顯示測(cè)量的磁通量 x 線圈匝數(shù)。例如,如果目標(biāo)是磁力弱或形狀微小的物體,則可以增加線圈匝數(shù)以增加測(cè)量值。
盡管這取決于連接搜索線圈和磁通計(jì)的電纜長(zhǎng)度,但考慮到檢測(cè)電壓損耗和噪聲成分,通常具有多個(gè)線圈匝數(shù)。探測(cè)線圈的輸出越大越有利于測(cè)量,因此除非有特殊情況,否則應(yīng)使用多匝線圈而不是“單匝閉路"。
在多極磁化磁體的情況下,還可以制造與極數(shù)相對(duì)應(yīng)的線圈和磁路并測(cè)量所有極的總和。請(qǐng)參考下圖。
除了探測(cè)線圈的形狀之外,磁通量測(cè)量的要素還包括待測(cè)磁體移動(dòng)的速度和距離。
磁鐵移動(dòng)的速度是與線圈交鏈的磁通量隨時(shí)間的變化率。
磁通計(jì)積分并顯示電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于磁通量隨時(shí)間的變化率,因此測(cè)量值不會(huì)因磁鐵移動(dòng)速度的差異而變化。
換句話說,當(dāng)通過手動(dòng)移動(dòng)磁鐵進(jìn)行測(cè)量時(shí),無論磁鐵快速或緩慢移動(dòng),測(cè)量值都將保持恒定。
磁鐵移動(dòng)的距離與影響探測(cè)線圈的磁通量變化量密切相關(guān)。
如果移動(dòng)的距離小,即磁通量的變化量小,測(cè)量值自然就小。如果使用氣缸或電機(jī)等可以使磁鐵的移動(dòng)距離保持恒定,則影響線圈的磁通量的變化量也將恒定,因此測(cè)量值也將恒定。
然而,當(dāng)手動(dòng)移動(dòng)磁體時(shí),存在移動(dòng)距離、即磁通量的變化量不能保持恒定的可能性。在上述情況下,通過移動(dòng)到由磁體產(chǎn)生的磁力線不影響線圈的位置,可以使測(cè)量值保持恒定。對(duì)于手動(dòng)測(cè)量,需要走足夠的距離。
通過制造與被測(cè)磁體的形狀和磁極數(shù)相匹配的規(guī)格作為傳感器的探測(cè)線圈,您可以輕松檢查磁體的磁化狀態(tài)。
即使在工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量(抽樣檢查、驗(yàn)收檢查等),也可以準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行檢查。另外,通過在磁軛和磁化線圈中內(nèi)置搜索線圈,可以在磁化后卸載工件時(shí)自動(dòng)測(cè)量工件。
對(duì)于用于吸附目的或?yàn)殡姍C(jī)提供動(dòng)力等的磁鐵,我們推薦使用上述磁通計(jì)的評(píng)估方法。然而,可以分析角度精度的磁體分析儀適合評(píng)估精密傳感器中使用的磁體。