专利名称：一种取向硅钢的磁转矩测量仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪器，尤其是一种用于取向硅钢的磁转矩测量 仪器。
背景技术：
取向硅钢高斯织构(110)[001]的占有率和其偏离轧向的程度(取向度)是
决定其磁性能最重要的因素。取向度与磁性能存在重要的定量关系。根据取 向度不仅可直接判断取向硅钢的等级，而且可给出取向的状态，给生产和科 研带来有益的判断。
取向度的测量可分为宏观测量和微观测量两种，宏观测量的主要手段有
x-射线衍射、中子衍射和转矩磁强技术，测量结果富有宏观的统计意义。微
观测量则是借助于单晶定向的方法直接测出各个晶粒的取向，从而确定出试
样局部区域的精确取向度。微观测量包括透射电子显微镜选区衍射(SAD) 技术、电子通道花样(ECP)技术、选区通道花样(SACP)技术、电子背散 射花样(EBSD)技术、X-射线衍射Kossd花样术、Laue术、坑蚀术等。其 中，EBSD技术的快速发展，使之成为微区测量的主要手段。
除转矩磁强计外，上述测量设备造价昂贵，测量复杂，所需时间长，且 需要具备专业知识和专业操作技能的人才能完成测量工作。转矩磁强技术在 取向度的检测中是最为便捷，实用性最强的一种手段。转矩磁强计的测量原 理为将片状或球状铁磁性样品放置在合适的强磁场中，使样品磁化达到饱 和。若易磁化轴接近于磁化强度的方向，则磁各向异性使样品旋转以使易磁 化轴与磁化强度方向平行，这样就产生了作用于样品上的转矩。测量转矩与 磁场绕垂直轴转过的角度之间的关系，就得到转矩曲线。通过转矩曲线上某些角度所对应的转矩值即可算出被测样品的取向度。
传统的转矩磁强计的传动系统采用机械传动，测量中，需要操作人员全 程手动操作，样品在磁场作用下自然达到平衡状态所需的时间较长，测量速 度较慢，精度低，无法适应工业生产中的大批量、快速的测量要求。 发明内容
为解决样品在磁场作用下自然达到平衡状态所需时间长的问题，本实用 新型提供了一种精确程度高，测量速度快的取向硅钢的磁转矩测量仪器，以 适应工业化大批量测量取向度的要求。
本实用新型的目的是这样实现的， 一种取向硅钢的磁转矩测量仪器，主 要包括一个平台，安装在平台上的一对磁铁，设在该对磁铁之间的样品架并 通过悬丝悬挂在上方的固定物上，其特征在于平台是可旋转的，样品架通过 刚性杆和内罩组成的刚性构件连接在悬丝上，并在刚性构件上设有一面反射
镜；内罩里面安装一个线圈，内罩外面设有一个外罩，在外罩内壁两侧并且 与内罩线圈相对应的位置各安装一个磁极；在外罩附近设有一个激光发射和 接收装置，发射装置发射出的激光经反射镜反射给接收装置，接收装置将输 出信号送给PID控制器的信号输入端，经PID控制器处理后的电压信号一路 送给内罩中的线圈，另一路送给电脑。
可旋转平台和一组逐级降速的齿轮箱相连并通过步进电机驱动，步进电 机由电脑输出信号进行控制，齿轮箱与分压器相连将旋转角度信号反馈给电 脑。
本实用新型由于在传统的转矩磁强计的基础上增加了与样品架相连接的 内罩、反射镜等旋转部分和与旋转部分的内罩相配合的外罩等固定部分，并 通过反射镜与激光发射和接收装置进行配合，当磁铁转动后，旋转的磁场给 取向硅钢样品一个磁转矩，该磁转矩通过样品架及刚性杆带动内罩、反射镜 等旋转部分一同旋转，被反射镜反射后的激光随着反射镜的旋转而发生偏转， 激光接收装置由此而产生的电压信号传输给PID控制器，PID控制器根据所接收的信号对线圈进行控制，使线圈产生一个与样品原先所受转矩方向相反、 大小相同的转矩来调整转矩平衡，确保内罩等旋转部分一直保持原来的位置， 同时根据激光接收装置产生的电压间接得出样品所受的磁转矩。本实用新型 縮短了样品在磁场作用下达到平衡状态所需的时间，提高了测量速度和精度， 从而满足了工业化生产中的大批量、快速的测量要求。
图1为本实用新型测量仪器的示意简图； 图2为本实用新型测量仪器的PID控制器原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示， 一种取向硅钢的磁转矩测量仪器，主要包括一个平台21， 安装在平台上的一对磁铁20，设在该对磁铁之间的样品架18并通过悬丝7悬 挂在上方的固定物6上，其特征在于平台21是可旋转的，样品架18通过刚 性杆16和内罩11组成的刚性构件连接在悬丝7上，并在刚性构件上设有一 面反射镜9;内罩11里面安装一个线圈13，内罩11外面设有一个外罩10， 在外罩内壁两侧并且与内罩线圈13相对应的位置各安装一个磁极12;在外罩 附近设有一个激光发射和接收装置，发射装置2发射出的激光经反射镜9反 射给接收装置l，接收装置将输出信号送给PID控制器3的信号输入端，经 PID控制器3处理后的电压信号一路送给内罩中的线圈13 ，另一路送给电脑4。
如图1所示，内罩11的上面固定一个钢棒8，并通过钢棒8与悬丝7连 接，反射镜9固定在钢棒8上，安装的在内罩ll里的线圈13，其一端连接在 钢棒8上，经钢棒8、可导电的悬丝7及导线5连接到PID控制器；其另一端 由一根导线14引出，导线14则与一个固定在内罩上的销钉15相连接，该销 钉再通过导线26连接到PID控制器。
如图1所示，本实用新型的一种用于测量取向硅钢取向度的仪器，其可 旋转平台21和一组逐级降速的齿轮箱24相连并通过步进电机25驱动，步进电机25由电脑输出信号进行控制，齿轮箱24与分压器23相连将旋转角度信 号反馈给电脑4。其工作原理为电脑发送信号给步进电机，使可旋转平台 21开始旋转，分压器23测定平台转动的角度，当平台已经转到预定的角度时， 通过电脑4控制步进电机25停止工作。通过测量转矩与磁场绕垂直轴转过的 角度之间的关系便可得出取向度。另外，在样品架18和刚性杆16上套有一 个其下端封闭的铝管17，铝管17的上端连接在外罩10的下方，该铝管17可 保护样品19免受气流和温度变化的影响。
如图2所示，本实用新型一种用于测量取向硅钢取向度的仪器，其PID 控制器3由前置放大器，与前置放大器相联的三个互相并联的比例放大器、 微分放大器和积分放大器，将比例、微分、积分放大器的输出结果进行求和 的加法器，以及将加法器运算结果分别传送给用于控制电脑和线圈的两个线 性放大器组成。
权利要求1.一种取向硅钢的磁转矩测量仪器，主要包括一个平台(21)，安装在平台上的一对磁铁(20)，设在该对磁铁之间的样品架(18)并通过悬丝(7)悬挂在上方的固定物(6)上，其特征在于平台(21)是可旋转的，样品架(18)通过刚性杆(16)和内罩(11)组成的刚性构件连接在悬丝(7)上，并在刚性构件上设有一面反射镜(9)；内罩(11)里面安装一个线圈(13)，内罩(11)外面设有一个外罩(10)，在外罩内壁两侧并且与内罩线圈(13)相对应的位置各安装一个磁极(12)；在外罩附近设有一个激光发射和接收装置，发射装置(2)发射出的激光经反射镜(9)反射给接收装置(1)，接收装置将输出信号送给PID控制器(3)的信号输入端，经PID控制器(3)处理后的电压信号一路送给内罩中的线圈(13)，另一路送给电脑(4)。
2. 根据权利要求1所述的取向硅钢的磁转矩测量仪器，其特征在于可旋 转平台(21)和一组逐级降速的齿轮箱(24)相连并通过步进电机(25)驱 动，步进电机(25)由电脑输出信号进行控制，齿轮箱(24)与分压器(23) 相连将旋转角度信号反馈给电脑(4)。
3. 根据权利要求1所述的取向硅钢的磁转矩测量仪器，其特征在于在样 品架(18)和刚性杆(16)上套有一个其下端封闭的铝管(17)，铝管(17) 的上端连接在外罩的下方。
4. 根据权利要求1所述的取向硅钢的磁转矩测量仪器，其特征在于PID 控制器(3)由前置放大器，与前置放大器相联的三个互相并联的比例放大器、 微分放大器和积分放大器，将比例、微分、积分放大器的输出结果进行求和 的加法器，以及将加法器运算结果分别传送给用于控制电脑和线圈的两个线 性放大器组成。
专利摘要本实用新型提供一种取向硅钢的磁转矩测量仪器，包括平台，平台上的一对磁铁，设在该对磁铁之间的样品架并通过悬丝悬挂在上方的固定物上，其中平台是可旋转的，样品架通过刚性杆和内罩组成的刚性构件连接在悬丝上，在刚性构件上设有一面反射镜；内罩里面安装一个线圈，内罩外面设有一个外罩，外罩内壁两侧各安装一个磁极；在外罩附近设有一个激光发射和接收装置，发射装置发射出的激光经反射镜反射给接收装置，接收装置将输出信号送给PID控制器输入端，经PID处理后的电压信号一路送给内罩中的线圈。本实用新型缩短了样品在磁场作用下达到平衡状态所需的时间，提高了测量速度和精度，为工业化生产中大批量、快速地测量取向度提供了方便。
文档编号G01L3/10GK201083564SQ200720014699
公开日2008年7月9日 申请日期2007年9月22日 优先权日2007年9月22日
发明者付勇军, 静 张, 游清雷, 蒋奇武 申请人:鞍钢股份有限公司