專利名稱：磁體與被吸物體的間距和磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定裝置及測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁體與被吸物體的間距和磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定裝置及測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，一塊磁體和一塊被吸物體(比如說鐵塊)，兩者之間的磁場(chǎng)力F隨相互間距D的增大而變小。如果得到了磁體與被吸物體之間的間距和磁場(chǎng)力這一函數(shù)關(guān)系，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，即可通過控制磁體與被吸物體間距D來獲得所需要的磁場(chǎng)力F。但是，在工程領(lǐng)域，僅僅已知磁體以及被吸物體的幾何尺寸，是無法得出磁場(chǎng)力F與間距D的函數(shù)關(guān)系的。因此通過測(cè)量多組磁場(chǎng)力F與間距D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，構(gòu)建磁體與被吸物體兩者之間的間距與磁場(chǎng)力函數(shù)關(guān)系式，是本領(lǐng)域廣大科技人員的努力目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種磁體與被吸物體的間距與磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定裝置，使用該裝置通過測(cè)量多組磁場(chǎng)力F與間距D的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而導(dǎo)出兩者之間的函數(shù)關(guān)系式。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:磁體與被吸物體間距與磁場(chǎng)力關(guān)系的測(cè)定裝置，包括磁體與被吸物體，其特征在于:調(diào)節(jié)桿置于套筒腔內(nèi)同軸設(shè)置，且所述調(diào)節(jié)桿外側(cè)面與所述套筒內(nèi)側(cè)面間隙配合螺紋連接；所述調(diào)節(jié)桿可在所述套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)并沿所述套筒的軸線上下移動(dòng)；所述擋板直徑大于所述套筒的外徑，且與所述套筒的下端口相接；所述套筒腔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)桿的下端面與所述擋板之間，所述磁體與所述調(diào)節(jié)桿的下端面固定連接，所述被吸物體與擋板的上表面固定相接；懸掛件與所述擋板下表面固定連接；配重塊與所述懸掛件連接。所述擋板上表面置有定位止口，使擋板的重心與所述套筒軸線重合。所述調(diào)節(jié)桿、套筒、擋板、懸掛件和所述配重塊均由不導(dǎo)磁材料制成。上述測(cè)定裝置進(jìn)行磁體與被吸物體的間距與磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定方法，包括以下步驟:
(1)測(cè)量磁體的軸向尺寸dl和被吸物體的軸向尺寸d2；
(2)將所述裝置與水平面垂直懸空放置，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，使其下降，直至磁體調(diào)節(jié)至與被吸物體相接觸，即磁體與被吸物體之間的間距D=O ；
(3)若由被吸物體、擋板、懸掛件和配重塊組成的懸掛組件跌落，則調(diào)整配重塊的重力G，直至懸掛組件處于靜止平衡狀態(tài)；
(4)緩慢旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，使其上升，直至懸掛組件跌落時(shí)停止旋轉(zhuǎn)；
(5)取懸掛組件的重力Fl作為磁體對(duì)被吸物體的磁場(chǎng)力F，即F=Fl,測(cè)量調(diào)節(jié)桿下端面與擋板上表面的間距D1，通過計(jì)算得到磁體與被被吸物體之間的間距D=Dl-dl-d2，從而得到F與D的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系； (6)調(diào)整配重塊的重力G，重復(fù)步驟(2) (6)，直至得到足夠數(shù)量的F與D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系;
(7)將上述步驟得到的F與D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過數(shù)學(xué)方法構(gòu)建出F=f(D)的函數(shù)關(guān)系式。本發(fā)明的積極效果是:測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)簡單，配合測(cè)力計(jì)和游標(biāo)卡尺，可測(cè)得多個(gè)磁場(chǎng)力F與間距D的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，最后通過數(shù)學(xué)方法構(gòu)建插值函數(shù)，從而得出磁場(chǎng)力F與間距D的近似函數(shù)關(guān)系式，即F=f(D)，使用方便。


以下結(jié)合

和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I一調(diào)節(jié)桿；2—套筒；3—磁體；4一被吸物體；5—擋板；6—懸掛件；7—配重塊。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明剖視結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示可見，磁體與被吸物體間距與磁場(chǎng)力關(guān)系的測(cè)定裝置，包括磁體3與被吸物體4，其特征在于:調(diào)節(jié)桿I置于套筒2腔內(nèi)同軸設(shè)置，且所述調(diào)節(jié)桿I外側(cè)面與所述套筒2內(nèi)側(cè)面間隙配合螺紋連接；所述調(diào)節(jié)桿I可在所述套筒2內(nèi)旋轉(zhuǎn)并沿所述套筒2的軸線上下移動(dòng)；所述擋板5直徑大于所述套筒2的外徑，且與所述套筒2的下端口相接；所述套筒2腔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)桿I的下端面與所述擋板5之間，所述磁體3與所述調(diào)節(jié)桿I的下端面固定連接，所述被吸物體4與擋板5的上表面固定相接；懸掛件6與所述擋板5下表面固定連接；配重塊7與所述懸掛件6連接。所述擋板5上表面置有定位止口，使擋板5的重心與所述套筒2軸線重合。所述調(diào)節(jié)桿1、套筒2、擋板5、懸掛件6和所述配重塊7均由不導(dǎo)磁材料制成。利用上述裝置進(jìn)行磁體與被吸物體的間距與磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定方法，包括以下步驟:
(1)測(cè)量磁體3的軸向尺寸dl和被吸物體4的軸向尺寸d2；
(2)將所述測(cè)定裝置與水平面垂直懸空放置，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿1，使其下降，直至磁體3調(diào)節(jié)至與被吸物體4相接觸，即磁體3與被吸物體4之間的間距D=O ；
(3)若由被吸物體4、擋板5、懸掛件6和配重塊7組成的懸掛組件跌落，則調(diào)整配重塊7的重力G，直至懸掛組件處于靜止平衡狀態(tài)；
(4)緩慢旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿1，使其上升，直至懸掛組件跌落時(shí)停止旋轉(zhuǎn)；
(5)取懸掛組件的重力Fl作為磁體3對(duì)被吸物體4的磁場(chǎng)力F，即F=Fl,測(cè)量調(diào)節(jié)桿I下端面與擋板5上表面的間距D1，通過計(jì)算得到磁體3與被被吸物體4之間的間距D=Dl-dl-d2，從而得到F與D的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系；
(6)調(diào)整配重塊7的重力G，重復(fù)步驟(2) (6)，直至得到足夠數(shù)量的F與D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系；
(7)將上述步驟得到的F與D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過數(shù)學(xué)方法構(gòu)建出F=f(D)的函數(shù)關(guān)系式。
本發(fā)明磁體與被吸物體的間距和磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定裝置，調(diào)節(jié)桿I的外表面設(shè)有普通細(xì)牙外螺紋，套筒2的內(nèi)表面設(shè)有普通細(xì)牙內(nèi)螺紋，內(nèi)外螺紋間隙配合。磁體3和被吸物體4置于所述套筒2的內(nèi)腔，即所述套筒2的內(nèi)徑要大于磁體3以及被吸物體4的最大徑向尺寸。擋板5直徑略大于套筒2外徑。擋板5上表面設(shè)有定位止口，確保擋板5能與套筒2同軸配合。磁體3固定于調(diào)節(jié)桿I下端面，被吸物體4固定與擋板5上表面，懸掛件6采用掛鉤形式，與擋板5下表面固定，所有部件安裝時(shí)重心均應(yīng)與所述套筒2的中軸線一致，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確，獲得有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)桿1、套筒2、擋板5、懸掛件6、配重塊7均不能導(dǎo)磁，以防止干擾磁體3的磁場(chǎng)。本發(fā)明所述磁體3的軸向尺寸為dl，被吸物體4的軸向尺寸為d2，磁體3與被吸物體4之間的間距為D，調(diào)節(jié)桿I與擋板5的間距為D1，磁體3對(duì)被吸物體4的磁場(chǎng)力為F，配重塊7的重力為G，由被吸物體4、擋板5、懸掛件6以及配重塊7構(gòu)成的懸掛組件的重力為F1。使用時(shí)，將本發(fā)明的測(cè)定裝置懸空垂直放置，調(diào)節(jié)過程中，配重塊7不能擺動(dòng)。調(diào)節(jié)桿I與套筒2之間由間隙配合螺紋連接，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿I要?jiǎng)蛩倬徛ㄟ^旋轉(zhuǎn)螺紋調(diào)整調(diào)節(jié)桿I位置，磁體3調(diào)節(jié)至與被吸物體4相接觸，即D=0。此時(shí)懸掛組件如果靜止，則懸掛組件處于F=Fl,或F > F1。再旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿I，使磁體3隨調(diào)節(jié)桿I上升而上升，即D開始逐漸變大。由于Fl通過重力獲得，在此調(diào)節(jié)過程中，F(xiàn)l保持恒定。隨著D的不斷變大，F(xiàn)逐漸變小，當(dāng)F=Fl時(shí)懸掛組件處于二力平衡狀態(tài)，所以此時(shí)當(dāng)D增大一極小量，F(xiàn)將相應(yīng)地減小一極小量，打破F=Fl力平衡狀態(tài)為F < Fl，懸掛組件跌落。此時(shí)的F雖小于Fl，但因調(diào)節(jié)的是極小量，F(xiàn)值極接近于Fl,所以可以認(rèn)為初始跌落瞬間F=F1。測(cè)量此時(shí)的Dl,dl、d2 (均為已知)，D=Dl-dl-d2。因此，得到了一個(gè)F與對(duì)應(yīng)的D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系。從F > Fl狀態(tài)，可通過調(diào)整配重塊7的重力G (加大Fl)或增加D (減小F)，直至恢復(fù)F=Fl平衡狀態(tài)，然后再緩慢旋轉(zhuǎn)螺紋調(diào)整調(diào)節(jié)桿I位置一個(gè)極小量力平衡被打破，懸掛組件跌落。因?yàn)檫@一瞬間只調(diào)整了一極小量，可以認(rèn)為F=Fl,通過以上方法，測(cè)量若干個(gè)點(diǎn)，即可通過數(shù)學(xué)方法構(gòu)建出F=f (D)的函數(shù)關(guān)系式?？赏ㄟ^螺紋改變D的變化速率，相同角速度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿I時(shí)，螺距越小，D的變化越緩慢，最終的F越精確于Fl。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；配合測(cè)力計(jì)和游標(biāo)卡尺，可測(cè)得多個(gè)磁場(chǎng)力F與間距D的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，最后通過數(shù)學(xué)方法構(gòu)建插值函數(shù)，從而得出磁場(chǎng)力F與間距D的近似函數(shù)關(guān)系式，即 F=f(D)。以上對(duì)具體實(shí)施方式
的描述，旨在為了進(jìn)一步說明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案，使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用實(shí)施本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解并不是用于限制本發(fā)明，凡是基于本發(fā)明啟示，任何顯而易見的變換或等同替代，也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.體與被吸物體間距與磁場(chǎng)力關(guān)系的測(cè)定裝置，包括磁體與被吸物體，其特征在于:調(diào)節(jié)桿置于套筒腔內(nèi)同軸設(shè)置，且所述調(diào)節(jié)桿外側(cè)面與所述套筒內(nèi)側(cè)面間隙配合螺紋連接；所述調(diào)節(jié)桿可在所述套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)并沿所述套筒的軸線上下移動(dòng)；所述擋板直徑大于所述套筒的外徑，且與所述套筒的下端口相接；所述套筒腔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)桿的下端面與所述擋板之間，所述磁體與所述調(diào)節(jié)桿的下端面固定連接，所述被吸物體與擋板的上表面固定相接；懸掛件與所述擋板下表面固定連接；配重塊與所述懸掛件連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁體與被被吸物體間距離和磁場(chǎng)力關(guān)系的測(cè)定裝置，其特征在于:所述擋板上表面置有定位止口，使擋板的重心與所述套筒軸線重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁體與被被吸物體間距離和磁場(chǎng)力關(guān)系的測(cè)定裝置，其特征在于:所述調(diào)節(jié)桿、套筒、擋板、懸掛件和所述配重塊均由不導(dǎo)磁材料制成。
4.權(quán)利要求1所述測(cè)定裝置進(jìn)行磁體與被吸物體的間距與磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)測(cè)量磁體的軸向尺寸dl和被吸物體的軸向尺寸d2； (2)將所述裝置與水平面垂直懸空放置，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，使其下降，直至磁體調(diào)節(jié)至與被吸物體相接觸，即磁體與被吸物體之間的間距D=O ； (3)若由被吸物體、擋板、懸掛件和配重塊組成的懸掛組件跌落，則調(diào)整配重塊的重力G，直至懸掛組件處于靜止平衡狀態(tài)； (4)緩慢旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，使其上升，直至懸掛組件跌落時(shí)停止旋轉(zhuǎn)； (5)取懸掛組件的重力Fl作為磁體對(duì)被吸物體的磁場(chǎng)力F，即F=Fl,測(cè)量調(diào)節(jié)桿下端面與擋板上表面的間距D1，通過計(jì)算得到磁體與被被吸物體之間的間距D=Dl-dl-d2，從而得到F與D的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系； (6)調(diào)整配重塊的重力G，重復(fù)步驟(2) (6)，直至得到足夠數(shù)量的F與D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系; (7)將上述步驟得到的F與D的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過數(shù)學(xué)方法構(gòu)建出F=f(D)的函數(shù)關(guān)系式。
全文摘要
本發(fā)明屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及磁體與被吸物體的間距和磁場(chǎng)力關(guān)系測(cè)定裝置及其測(cè)定方法。要解決機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通過控制磁體與被吸物體間距D來獲得所需要的磁場(chǎng)力F這一技術(shù)問題。其特征在于調(diào)節(jié)桿置于套筒腔內(nèi)同軸設(shè)置，且所述調(diào)節(jié)桿外側(cè)面與所述套筒內(nèi)側(cè)面間隙配合螺紋連接，并沿所述套筒的軸線上下移動(dòng)；磁體與調(diào)節(jié)桿的下端面固定連接；被吸物體與擋板上表面固定相接；測(cè)定方法的要點(diǎn)在于取懸掛組件的重力F1作為磁體對(duì)被吸物體的磁場(chǎng)力F，測(cè)量磁體與被吸物體之間的間距D，配合測(cè)力計(jì)和游標(biāo)卡尺，可測(cè)得多個(gè)磁場(chǎng)力F與間距D的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，從而得出磁場(chǎng)力F與間距D的近似函數(shù)關(guān)系式，即F=f(D)。本發(fā)明的積極效果是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
文檔編號(hào)G01L1/08GK103091001SQ201310018240
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者黃寅, 邵軍, 王春 申請(qǐng)人:上海自動(dòng)化儀表股份有限公司