霍尔开关在磁铁充磁监测中的应用

从永磁材料的发展历史来看，19世纪末使用的碳钢的磁能积(BH)max是测量永磁体储存的磁能密度的物理量，小于1MGOe，而国外批量生产的Nd-Fe-B永磁材料的磁能积已经达到50MGOe以上。本世纪以来，材料的剩磁Br改善不大，能量积的提高归功于矫顽力Hc的提高。矫顽力的提高主要是由于对其本质的认识、高磁晶各向异性化合物的发现以及制备技术的进步。

20世纪初，人们主要使用碳钢、钨钢、铬钢和钴钢作为永磁材料。20世纪30年代末，铝镍钴永磁材料的成功开发使永磁材料的大规模应用成为可能。20世纪50年代，钡铁氧体的出现不仅降低了永磁体的成本，而且将永磁体的应用范围扩大到了高频领域。20世纪60年代，稀土钴永磁体的出现为永磁体的应用开辟了一个新时代。

1967年，美国代顿大学的Strnat用粉末粘结法成功制造出SmCo5永磁体，标志着稀土永磁体时代的到来。到目前为止，稀土永磁体经历了第一代SmCo5，第二代沉淀硬化Sm2Co17，发展成为第三代Nd-Fe-B永磁体。

此外，铜-镍-铁、铁-钴-钼、铁-钴-钒、锰铋、铝锰合金等在历史上一直被用作永磁材料。这些合金由于性能低、成本低，在大多数场合很少使用。而铝镍钴、FeCrCo、PtCo等合金已经在一些特殊场合得到应用。目前，钡和锶铁氧体仍然是最常用的永磁材料，但它们的许多应用正逐渐被钕铁硼材料所取代。目前，稀土永磁材料的产值已经大大超过铁氧体永磁材料，稀土永磁材料的生产已经发展成为一个大产业。

永磁体有多种用途，包括电视机、音箱、音响音箱、收音机、钱包扣、数据线磁环、电脑硬盘、手机振动器等。永磁体，如扬声器，利用通电线圈在磁场中运动发出声音的原理。喇叭上的永磁体利用线圈中电流变化时电流产生的磁场，使线圈与磁体的相对位置发生变化，带动喇叭上的纸盆振动，推动空气，使振动扩散，使人耳能听到声音。总之，永磁体在人们的生活中无处不在，方便了我们的生产和生活。

永磁体可分为以下几类：按材料分类，第一类是：合金永磁材料，包括稀土永磁材料(Nd2Fe14B)、SmCo和铝镍钴；第二类是：铁氧体。根据生产工艺的不同，可分为：烧结铁氧体、粘结铁氧体和注射成型铁氧体。这三个过程根据磁性晶体的不同取向可以分为各向同性磁体和各向异性磁体。这些都是市场上主要的永磁材料，有些由于原有的生产工艺或成本原因不能广泛使用，如铜镍铁(Cu-Ni-Fe)、铁钴钼(Fe-Co-Mo)、铁钴钒(Fe-Co-V)、锰铋(MnBi)。

人造永磁体在其成型过程中需要磁化，使磁体具有磁性，磁化磁场将直接影响磁化质量。但现有技术中，考虑到设备屏蔽效应和漏磁因素，无法有效直观地监测磁化磁场，影响磁化效率。

设置在磁化磁头上的霍尔开关直接测量并显示磁化磁场，实现了磁化磁场的可视化监测和监控，提高了磁化设备对磁场的监控能力，从而方便高效地实现了磁体磁化。

如果磁化头上至少有两个霍尔开关，它们在磁化头的磁化磁场侧分布不均匀。当沿磁化磁头之间的磁场方向观察时，霍尔开关在垂直于磁场方向的平面内的分布状态是，磁场强度高的部分霍尔开关的分布密度高于磁场强度低的部分。在磁场不均匀的情况下，在磁化磁场的不同区域使用不同分布密度的霍尔开关，从而可以监测不同磁场条件下的磁场特性。高场强区域场强变化梯度大，长期使用容易产生较大波动，因此进行重点监测。因此，采用了相对较高的霍尔开关分布密度，从而提高了磁场环境监测的及时性和准确性。

当磁化磁场为非均匀磁场且磁化头上至少有两个霍尔时，沿磁化头之间的磁场方向观察，霍尔开关在垂直于磁场方向的平面内的分布状态是，磁场强度高的部分霍尔开关的分布密度是磁场强度低的部分的两倍以上。