稀土永磁材料磁矩（磁偏角）測量比對實(shí)驗(yàn)
我國是稀土資源大國，稀土儲(chǔ)存量居世界首位，無論是SmCo系或NdFeB系稀土永磁材料的研發(fā)和應(yīng)用都具有優(yōu)良的優(yōu)勢。隨著對稀土永磁體品質(zhì)要求的不斷提高，控制好稀土永磁材料的磁力矩M和主軸磁偏角θz，將對提供穩(wěn)定磁場源作為稀土永磁組件作為傳感器的核心部件，具有重要的意義。
能準(zhǔn)確測量軸向充磁稀土永磁材料的磁力矩M和主軸磁偏角θz，可以為后期開發(fā)傳感器提供很大的保障，主要涉及領(lǐng)域有手機(jī)微型電機(jī)用磁鋼、汽車測速傳感器磁鋼、石油勘探用磁鋼、霍爾傳感器磁鋼等。
生產(chǎn)高品質(zhì)的磁鋼是企業(yè)生存和創(chuàng)造高額利潤的途徑之一，目前國內(nèi)外用戶不單一關(guān)心材料的BH特性，同時(shí)關(guān)心材料的磁矩一致性，主軸磁偏角是否控制的在允許的范圍內(nèi)，這樣的磁鋼需求會(huì)隨著高新永磁磁路器件的設(shè)計(jì)而不斷提高，利潤相對普通磁鋼高出許多。磁矩參數(shù)已經(jīng)逐步成為了一個(gè)國際之間進(jìn)行傳遞的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)添加磁偏角測量后，對磁鋼在檢驗(yàn)生產(chǎn)企業(yè)制造工藝過程中的取向、切割等環(huán)節(jié)有極其重要的意義。
為滿足行業(yè)用戶的測試需求，華鳴儀器與2013年推出FE-2100AM永磁材料主軸磁偏角測量裝置，滿足對永磁器件磁力矩M和主軸磁偏角θz的測量，為用戶滿足優(yōu)異要求產(chǎn)品測量保駕護(hù)航。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
傳統(tǒng)型的磁矩測量和磁偏角測量設(shè)備，*早可以上溯到上世紀(jì)90年代，有報(bào)到過的美國LDJ公司（被Laboratorio Elettrofisico合并）生產(chǎn)的“矢量磁矩測試系統(tǒng)”和德國Brockhaus公司的產(chǎn)品，2010年后比較杰出的是德國matesy公司采用磁阻矩陣設(shè)計(jì)的新型磁偏角測試系統(tǒng)，以及湖南省永逸科技有限公司和寧波興隆磁性技術(shù)有限公司為代表的產(chǎn)品，國內(nèi)兩家企業(yè)還是采用傳統(tǒng)的線圈法測量。
傳統(tǒng)型磁偏角測量設(shè)備均是采用磁通計(jì)配置三維亥姆霍茲線圈進(jìn)行設(shè)計(jì)的，原理簡單、可溯源性強(qiáng)。但由于對磁通計(jì)和測試線圈的要求很高，在磁通計(jì)控制漂移、測量亥姆霍茲線圈定標(biāo)和線圈正交安裝上要求較高，同時(shí)由于非主軸分量磁矩很低，對磁通計(jì)分辨率要求較高，這些是做好傳統(tǒng)型磁偏角測試設(shè)備需要解決的問題。同時(shí)對測試環(huán)境的要求也很高（環(huán)境磁場不能有波動(dòng)）。
德國matesy公司采用磁阻矩陣測試原理很好的解決了磁通計(jì)漂移的控制問題，同時(shí)對環(huán)境磁場的細(xì)微波動(dòng)并不敏感，使得測試重復(fù)性得以大幅度提高。如果采用旋轉(zhuǎn)法進(jìn)行測量，很好的解決幾何結(jié)構(gòu)定位偏差，測試磁矩M和主軸磁偏角θz將得到上乘的解決，值得大力推廣和應(yīng)用。
國內(nèi)目前還沒有相關(guān)的磁偏角測試設(shè)備的檢定標(biāo)準(zhǔn)，給測試設(shè)備**度的仲裁帶來一定難度，相關(guān)部門應(yīng)該在這方面進(jìn)行一些投入和研發(fā)，或與設(shè)備企業(yè)聯(lián)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢盡快推出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。湖南省永逸科技有限公司在致力于產(chǎn)品不斷提高的過程中，習(xí)慣性的做法一直是不斷的與行業(yè)中同行設(shè)備進(jìn)行測試比對，通過測試數(shù)據(jù)找差距（或差異），獲得正確的評估和判斷，提高產(chǎn)品性能，從而達(dá)到對自身生產(chǎn)產(chǎn)品的正確判斷和評估。
三、中外設(shè)備的比對
就永磁材料磁偏角測試設(shè)備測試準(zhǔn)確度和重復(fù)性（再現(xiàn)性）情況，我們先后與Brockhaus、寧波興隆、Laboratorio Elettrofisico設(shè)備進(jìn)行過相關(guān)樣品的測試比對，對采用傳統(tǒng)型線圈測試方法制造的設(shè)備同行有較**的了解，F(xiàn)E-2100AM主軸磁偏角測量系統(tǒng)在同行中有一定的優(yōu)勢，2013年Matesy GmbH的Hendryk Richert也曾稱贊過我們的傳統(tǒng)型磁偏角測試設(shè)備是行業(yè)中*好的設(shè)備之一。本月杭州永磁集團(tuán)有限公司測試任務(wù)擴(kuò)大，原有的matesy測試設(shè)備不能滿足測試的需求，有幸讓我們提供FE-2100AM磁偏角測量系統(tǒng)。安裝、培訓(xùn)工作和配合用戶驗(yàn)收順利完成，同時(shí)針對目前沒有相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝置檢定，雙方提出采用杭州永磁集團(tuán)有限公司的matesy德國設(shè)備與華鳴儀器磁測量實(shí)驗(yàn)室的FE-2100AM測試設(shè)備進(jìn)行樣品測試比對，這項(xiàng)工作的進(jìn)行將對雙方都有益處。共選取樣品15只，進(jìn)行相關(guān)比較工作的進(jìn)行。
樣品系列一、材料Sm2Co17，尺寸：7mm×4.5mm×18mm，充磁18mm方向。
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編號 |
杭州永磁 |
華鳴儀器 |
角度偏差 |
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1 |
1.16° |
1.268° |
+0.108° |
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2 |
1.42° |
1.535° |
+0.115° |
|
3 |
1.58° |
1.640° |
+0.06° |
|
4 |
0.98° |
0.968° |
-0.012° |
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5 |
1.64° |
1.650° |
+0.01° |
樣品系列二、材料Sm2Co17，尺寸：D6.9mm×H4.3mm，充磁4.3mm方向。
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編號 |
杭州永磁 |
華鳴儀器 |
角度偏差 |
|
1 |
3.35° |
3.315° |
-0.035° |
|
2 |
0.69° |
0.723° |
+0.033° |
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3 |
0.8° |
0.825° |
+0.025° |
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4 |
2.07° |
2.15° |
+0.08° |
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5 |
2.96° |
2.95° |
-0.01° |
樣品系列三、材料Sm2Co17，R8.35mm(150°扇形)×H5mm，充磁5mm方向。
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編號 |
杭州永磁 |
華鳴儀器 |
角度偏差 |
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1 |
0.86° |
0.848° |
-0.012° |
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2 |
0.89° |
0.833° |
-0.057° |
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3 |
0.58° |
0.61° |
+0.03° |
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4 |
0.65° |
0.653° |
+0.03° |
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5 |
0.67° |
0.64° |
-0.03° |
非常欣喜，比對測試結(jié)果吻合度相當(dāng)高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往與同行業(yè)產(chǎn)品的比對。這次比對方法中，杭州永磁集團(tuán)有限公司采用樣品在matesy設(shè)備測試臺面上兩處不同位置測試結(jié)果取平均值辦法提供，華鳴儀器采用樣品旋轉(zhuǎn)90°測試一次數(shù)據(jù)共四次取平均值提供（見下表），設(shè)備測試不確定度0.2°（局限與臺面正交精度和樣品表面正交度因素）。
***樣品系列三FE-2100AM實(shí)際測試數(shù)據(jù)：
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編號 |
0°方向 |
90°方向 |
180°方向 |
360°方向 |
平均值 |
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1 |
0.93° |
1.00° |
0.72° |
0.74° |
0.848° |
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2 |
0.71° |
0.95° |
0.95° |
0.72° |
0.833° |
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3 |
0.70° |
0.47° |
0.64° |
0.63° |
0.61° |
|
4 |
0.81° |
0.53° |
0.76° |
0.51° |
0.653° |
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5 |
0.76° |
0.77° |
0.52° |
0.51° |
0.64° |
FE-2100AM測試隨機(jī)測試不確定度±0.2°基本在上表中可以體現(xiàn)出來，如果用戶需要獲得樣品的準(zhǔn)確偏差角度，建議采用旋轉(zhuǎn)樣品測試4次取平均值的方法進(jìn)行，獲取的角度偏差更接近樣品的偏差。