永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 隨著汽車等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，人類對于石油能源需求量的不斷增大，對于石油資 源的勘測和開采正逐漸向深層油氣田發(fā)展，所用鉆井深度也在不斷增加，隨著鉆井深度的 增加，環(huán)境溫度和應(yīng)力均會不斷增大，井深在5000米以上，井溫都在150°C以上，最大可超 過170°C。井底的應(yīng)力最大可達到HOMPa以上。這種情況下，對于作為執(zhí)行部件的永磁電 機所用的永磁材料要有清晰的認識，對設(shè)計人員就顯得尤為重要，其中也包含永磁材料電 阻率隨溫度和應(yīng)力的變化情況，為此本發(fā)明提供了一種用來測量永磁材料電阻率隨溫度和 應(yīng)力變化的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種可以方便測量不同永磁材料的電阻率隨溫度和應(yīng)力的 變化的永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法。
[0004] 上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0005] -種永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法，所述的永磁材料電阻率隨溫 度和應(yīng)力變化的測量方法包括以下步驟：
[0006] 1)先將兩端分別設(shè)有凸臺的圓柱形永磁體試樣1連接在電阻測量儀上，讀取所述 圓柱形永磁體試樣1在常溫常壓下的電阻值R，并利用公式一，計算圓柱形永磁體試樣1的 電阻率P :
[0007]
公式一
[0008] 式中，S為試樣的橫截面積；Lrf為電壓兩個檢測端之間的距離；
[0009] 在圓柱形永磁體試樣1上連接溫度傳感器的探頭，在圓柱形永磁體試樣1的兩個 凸臺之間的圓柱段上均勻纏繞發(fā)熱電纜或?qū)l(fā)熱電纜纏繞在導(dǎo)熱系數(shù)非常高鋁制圓管上， 再在鋁制圓管內(nèi)裝入圓柱形永磁體試樣1的兩個凸臺之間的圓柱段，之后，在發(fā)熱電纜的 外表面均勻的包裹絕緣耐火的保溫層，之后，將圓柱形永磁體試樣1的兩個端面分別與應(yīng) 力裝置的壓應(yīng)力加壓裝置的兩個圓形端面連接并測量記錄后，再在圓柱形永磁體試樣1的 兩個凸臺的內(nèi)側(cè)環(huán)面緊密接觸應(yīng)力裝置的拉應(yīng)力加壓裝置的勾型接觸面，并測量記錄；
[0010] 2)調(diào)節(jié)交流電源的輸出，并通過發(fā)熱電纜作用在圓柱形永磁體試樣1上，隨時觀 察所有連接在圓柱形永磁體試樣1上的溫度傳感器所顯示的圓柱形永磁體試樣1的溫度 值，當達到所需溫度后，應(yīng)在該溫度至少保持30分鐘時間；
[0011] 3)當圓柱形永磁體試樣1的溫度值達到所需的測量溫度，并至少在30分鐘內(nèi)，該 值不變時時，再調(diào)節(jié)壓應(yīng)力加壓裝置，對圓柱形永磁體試樣1在壓力值范圍內(nèi)進行勻速且 緩慢的加壓，并記錄對應(yīng)壓應(yīng)力的永磁體試樣的電阻值，并完成所有壓應(yīng)力采樣點電阻值 的測量，之后，再調(diào)節(jié)拉應(yīng)力加壓裝置，對圓柱形永磁體試樣1在拉應(yīng)力值范圍內(nèi)進行勻速 且緩慢的加壓并記錄對應(yīng)拉應(yīng)力的永磁體試樣的電阻值，并完成所有拉應(yīng)力采樣點電阻值 的測量；
[0012] 4)分別測量壓應(yīng)力值與拉應(yīng)力值，并分別記錄，對應(yīng)壓應(yīng)力值和拉應(yīng)力值的圓柱 形永磁體試樣1的電阻值R，并利用公式一，計算圓柱形永磁體試樣1在相同溫度時不同的 壓應(yīng)力值與不同的拉應(yīng)力值作用時的永磁體試樣電阻率p :
[0013]
公式一
[0014] 式中，S為試樣的橫截面積；LrfS電壓兩個檢測端之間的距離
[0015] 5)重復(fù)步驟1)~步驟4)，測量不同溫度下，不同的壓應(yīng)力值與不同的拉應(yīng)力值作 用時所對應(yīng)的永磁體試樣的電阻值R，及計算對應(yīng)的永磁體試樣電阻率P。
[0016] 所述的永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法，其特征是：在所述圓柱形 永磁體試樣1中間段端選取的四個不同位置的點，將電阻測量儀的引出線與四個不同位置 的點相連，為保證實測永磁體試樣的長度，將永磁體試樣最外側(cè)的兩個點定為電流接觸端， 內(nèi)側(cè)的兩個位置為電壓檢測端，然后通過電阻測量讀取試樣的電阻R，并根據(jù)公式一此計算 得到試樣的電阻率P為：
[0017]
公式一
[0018] 式中，S為試樣的橫截面積；Lrf為電壓檢測端之間的距離。
[0019] 所述的永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法，根據(jù)步驟3)將所述圓柱 形永磁體試樣1利用能提供壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的應(yīng)力裝置進行加壓，首先選取應(yīng)力裝置的壓 應(yīng)力對圓柱形永磁體試樣1進行測試，應(yīng)力裝置的兩個圓形端面分別與圓柱形永磁體試樣 1的的兩個凸臺的外端面完全貼合，且兩個圓形端面的面積大于圓柱形永磁體試樣1的凸 臺的面積，才能使圓柱形永磁體試樣1受力均勻，利用與應(yīng)力裝置相連的應(yīng)力傳感器監(jiān)測 應(yīng)力裝置向圓柱形永磁體試樣1所施加的應(yīng)力值。
[0020] 所述的永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法，根據(jù)步驟3)將所述圓柱 形永磁體試樣1利用能提供壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的應(yīng)力裝置進行加壓，選取應(yīng)力裝置的拉應(yīng)力 對圓柱形永磁體試樣1進行測試，應(yīng)力裝置的拉應(yīng)力裝置的接觸面作用在圓柱形永磁體試 樣1的凸臺內(nèi)側(cè)環(huán)面上，同時為保證永磁體試樣不會被損壞，應(yīng)保證永磁體試樣兩端受到 的拉應(yīng)力在同一軸線上。
[0021] 所述的永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法，根據(jù)步驟1)與2)先在圓 柱形永磁體試樣1的電壓檢測端之間的表面的等距離間隔的位置上放置幾個溫度傳感器， 再將發(fā)熱電纜均勻緊密的纏繞在帶凸臺的圓柱形永磁體試樣1中間段，發(fā)熱電纜的端部接 在幅值頻率可控的交流電源上，圓柱形永磁體試樣1纏繞上發(fā)熱電纜后利用絕緣保溫材料 將其包裹起來，或?qū)l(fā)熱電纜纏繞在導(dǎo)熱系數(shù)非常高鋁制圓管上，再在鋁制圓管內(nèi)裝入圓 柱形永磁體試樣1的兩個凸臺之間的圓柱段，之后，在發(fā)熱電纜的外表面均勻的包裹絕緣 耐火的保溫材料。
[0022] 有益效果：
[0023] 1.本發(fā)明測量永磁體材料電阻和計算其電阻率的方法，主要是利用凱爾文四端 法，該方法原理簡單，操作方便。
[0024] 2.本發(fā)明可以很方便的測量永磁體試樣電阻率隨溫度和應(yīng)力的變化情況。
[0025] 3.本發(fā)明測量結(jié)果的一致性的精確度可達98%以上。
[0026] 4.本發(fā)明可以避免接觸電阻和引線電阻對測量結(jié)果的影響。
[0027] 5.本發(fā)明提出的溫度和應(yīng)力實現(xiàn)方法可以應(yīng)用在不同材料的檢測上，具有廣闊的 應(yīng)用前景。
【附圖說明】：
[0028] 附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】：
[0029] 實施例1
[0030] -種永磁材料電阻率隨溫度和應(yīng)力變化的測量方法，所述的永磁材料電阻率隨溫 度和應(yīng)力變化的測量方法包括以下步驟：
[0031] 1)先將兩端分別設(shè)有凸臺的圓柱形永磁體試樣1連接在電阻測量儀上，讀取所述 圓柱形永磁體試樣1在常溫常壓下的電阻值R，并利用公式一，計算圓柱形永磁體試樣1的 電阻率P :
[0032]
公式一
[0033] 式中，S為試樣的橫截面積；Lrf為電壓兩個檢測端之間的距離；
[0034] 在圓柱形永磁體試樣1上連接溫度傳感器的探頭，在圓柱形永磁體試樣1的兩個 凸臺之間的圓柱段上均勻纏繞發(fā)熱電纜或?qū)l(fā)熱電纜纏繞在導(dǎo)熱系數(shù)非常高鋁制圓管上， 再在鋁制圓管內(nèi)裝入圓柱形永磁體試樣1的兩個凸臺之間的圓柱段，之后，在發(fā)熱電纜的 外表面均勻的包裹絕緣耐火的保溫層，之后，將圓柱形永磁體試樣1的兩個端面分別與應(yīng) 力裝置的壓應(yīng)力加壓裝置的兩個圓形端面連接并測量記錄后，再在圓柱形永磁體試樣1的 兩個凸臺的內(nèi)側(cè)環(huán)面緊密接觸應(yīng)力裝置的拉應(yīng)力加壓裝置的勾型接觸面，并測量記錄；
[0035] 2)調(diào)節(jié)交流電源的輸出，并通過發(fā)熱電纜作用在圓柱形永磁體試樣1上，隨時觀 察所有連接在圓柱形永磁體試樣1上的溫度傳感器所顯示的圓柱形永磁體試樣1的溫度 值，當達到所需溫度后，應(yīng)在該溫度至少保持30分鐘時間；
[0036] 3)當圓柱形永磁體試樣1的溫度值達到所需的測量溫度，并至少在30分鐘內(nèi)，該 值不變時時，再調(diào)節(jié)壓應(yīng)力加壓裝置，對圓柱形永磁體試樣1在壓力值范圍內(nèi)進行勻速且 緩慢的加壓，并記錄對應(yīng)壓應(yīng)力的永磁體試樣的電阻值，并完成所有壓應(yīng)力采樣點電阻值 的測量，之后，再調(diào)節(jié)拉應(yīng)力加壓裝置，對圓柱形永磁體試樣1在拉應(yīng)力值范圍（在整體測 量之前可先對被測圓柱形永磁體所能承受的壓力值，先用試驗中的應(yīng)力裝置加以確定）內(nèi) 進行勻速且緩慢的加壓并記錄對應(yīng)拉應(yīng)力的永磁體試樣的電阻值，并完成所有拉應(yīng)力采樣 點電阻值的測量；
[0037] 4)分別測量壓應(yīng)力值與拉應(yīng)力值，并分別記錄，對應(yīng)壓應(yīng)力值和拉應(yīng)力值的圓柱 形永磁體試樣1的電阻值R，并利用公式一，計算圓柱形永磁體試樣1在相同溫度時不同的 壓應(yīng)力值與不同的拉應(yīng)力值作用時的永磁體試樣電阻率p :
[0038]
公式一
[0039] 式中，S為試樣的橫截面積；LrfS電壓兩個檢測端之間的距離
[0040] 5)重復(fù)步驟1)~步驟4)，測量不同溫度下，不同的壓應(yīng)力值與不同的拉應(yīng)力值作 用時所對應(yīng)的永磁體試樣的電阻值R，及計算對應(yīng)的永磁體試樣電阻率P。
[0041] 實施例2
[0042] 實施例1所述的永磁