表面ガウスを理解する: プローブの配置が重要な理由
表面ガウス(Gs) は、ホール効果センサーを使用して磁石表面の特定の点で測定された磁束密度です。読み取り値は次のように大きく異なります。
磁極の中心に対するプローブの位置: 磁極の中心で読み取り値が最大になります。極端では、読み取り値が 20 ～ 50% 低下します。
表面からの距離: ガウスはおよそ距離の 2 乗で減少します (たとえば、10 mm N42 ディスクは接触で 5,000 G、1 mm ギャップで 3,000 G、2 mm ギャップで 1,200 G を読み取ります)。
プローブの向き: ホール センサーは磁場の方向と一致している必要があります。 10 度傾斜すると、3 ～ 5% の読み取りエラーが発生します。
したがって、表面ガウスは、プローブが正確な接触圧力と位置で固定ジグに保持されている場合にのみ再現可能です。 QC では、±0.1 mm の再現性でプローブを各磁石面の正確な幾何学的中心に位置決めする電動ステージを使用します。ガウス読み取り値は仕様許容差と比較されます。500 個の磁石のバッチでは、平均読み取り値が公称値の ±5% 以内で、範囲 (最大-最小) が ±8% 以内であれば合格となります。
表面ガウスは次の場合に役立ちます。
入荷検査時に磁石の強さを素早く選別。
コーティングの欠陥 (気泡や傷が局所的に磁場に影響を与える) を検出します。
バッチ全体の磁化の均一性を検証します。
全磁気モーメント用のヘルムホルツ コイルと磁束計
総磁気モーメント (m、単位は A·m² または μT·m³) は、磁石の体積にわたる磁化の積分です。モーターが発生するトルク、またはアクチュエーターが及ぼす力を決定します。表面ガウスとは異なり、総磁気モーメントはプローブの位置に依存せず、測定位置によって変化しません。
磁束計の測定原理: 磁石をヘルムホルツ コイル (コイル半径に等しい間隔で同軸上に配置された一対の同一のコイル) の内側または対向させて配置します。磁石が出入りしたり回転したりすると、磁石の磁界によってコイルに電圧が誘導されます。磁束計はこの電圧を時間とともに積分し、磁気モーメントに正比例する総鎖交磁束を求めます。
磁束計測定の利点:
高い再現性: 測定間の変動は ±0.5%。
磁石の形状には依存しません (磁石がコイルの均一磁場領域内に収まる限り)。
モーターのトルクに直接相関する単一の数値 (全磁束) を提供します。
磁石のバッチ間を高い信頼性で比較できます。
短所: 測定治具のコストがかかる $5,000-$15,000 ヘルムホルツ コイル システムの場合 (ホール プローブの場合は 300 ～ 1,000 ドルと比較)。測定には磁石あたり 10 ～ 15 秒かかります (対ガウスの場合は . 2-3 秒)。したがって、磁束計は 100% 検査ではなく、バッチサンプリング (たとえば、各バッチの 10%) に使用されます。
ガウスメーターと磁束計: 比較
| 財産 | ガウスメーター（ホールプローブ） | 磁束計（ヘルムホルツコイル） |
|---|---|---|
| 測定内容 | 点における表面磁束密度 (Gs, T) | 全磁気モーメント (Φ、A・m²) |
| プローブ位置への依存性 | クリティカル (中央対エッジ) | なし（磁石全体に一体化） |
| 磁石の向きへの依存性 | クリティカル (フィールドと一致する必要があります) | 弱（磁石回転・落下） |
| 再現性（同一磁石） | ±3～5%(手動プローブ使用時) / ±1%(治具使用時) | ±0.5% |
| 磁石あたりの測定時間 | 2～5秒 | 10～30秒 |
| 設備費 | $300-$3,000 | $5,000-$20,000 |
| 最適な使用法 | 100% 受信/送信の仕分け、迅速なチェック | バッチ認定、NPI 検証、顧客認証 |
| モーターのトルクと相関 | 悪い（表面磁場≠全磁束） | 優れています (正比例) |
大量の OEM 注文における一貫性を保証する方法
大量注文 (500 個以上) の品質保証プロトコル:
原材料の受け取り: 入ってくる焼結ブロックの 5% をサンプリングし、パーマグラフ (ヒステリシスグラフ) で Br と Hcj を測定します。 Br < 指定値または Hcj < 最小の場合、バッチは拒否されます。
機械加工：最終寸法まで研削後、CMM（三次元測定機）またはレーザーマイクロメーターによる全数検査を行います。公差 ±0.05mm を超える部品は拒否します。
コーティング: 100% の部品のコーティング欠陥を渦電流検査で検査します。 Ni-Cu-部品の 10% について XRF によって測定された Ni の厚さ。
磁化: パルス磁化装置内のすべての磁石を磁化します。磁化後、電動ステージを使用して 100% 表面ガウス チェックを行います (磁石ごとに 2 つの測定点)。規定値の±5%以内であれば合格となります。
磁束検証: 各バッチから 10 個のサンプル (大きなバッチの場合は 5%) を選択し、ヘルムホルツ コイル磁束計で総磁束を測定します。平均と標準偏差を計算します。磁束平均が公称値の ±2% 以内で、CPK が 1.33 (工程能力指数) 以上の場合に合格します。
出荷: バッチ平均ガウス、フラックス、寸法測定値を示す QC 証明書を同梱します。
サンプルが磁束検証に失敗した場合 (±2%)、バッチ全体が 100% の磁束測定のために保持されます。故障したユニットは隔離され、再磁化されるか廃棄されます。
ネオジム磁石の表面磁場を測定するホールプローブを備えたガウスメーターと、バッチの一貫性検証のために全磁気モーメントを測定するヘルムホルツコイル磁束計を示す実験室。)
測定方法、合否基準、サンプルサイズなど、磁石のバルク注文の詳細な品質プロトコルについては、当社 Web サイトの品質保証ページをご覧ください。
フラックス検証および CPK データを含む QC パッケージをリクエストするには、注文書に要件を指定してください。ロットごとに完全な検査レポートを提供します。
よくある質問
Q: モーターに組み込まれている磁石の磁気モーメントを測定できますか?
A: いいえ、モーターのバックアイアンとローターが磁束経路を変更します。組み立て前に磁石を測定する必要があります。組み立てられたローターの場合、トルク定数 (Kt) を測定して磁石の強さを間接的に推測できますが、これにはモーターのテストベンチが必要です。
Q: 磁束計とパーマグラフ (ヒステリシスグラフ) の違いは何ですか?
A: 磁束計は総磁気モーメント (単一の数値) を測定します。パーマグラフは、外部磁場を変化させて磁石の応答を測定することにより、減磁曲線全体 (Br、Hcj、BHmax) を測定します。パーマグラフは、製造 QC ではなく、材料の検証に使用されます。
Q: お客様が施設で磁石を検証できるように、校正済みのガウスメーターを提供していますか?
A: はい。当社は、プローブと校正証明書を備えた NIST- トレーサブル ガウスメーターを販売しています。価格: 範囲に応じて 850 ～ 1,500 ドル (0 ～ 20,000 G、0 ～ 30,000 G)。認定ラボにより毎年校正が推奨されています。
