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京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第22114号 / 理博第4541号 / 新制||理||1652(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科化学専攻 / (主査)教授 寺西 利治, 教授 島川 祐一, 教授 若宮 淳志 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM

A determinação das principais propriedades magnéticas de um ímã permanente geralmente requer sistemas de medição sofisticados e custosos. Este trabalho analisa e propõe um sistema de caracterização de ímãs permanentes de Terras Raras à temperatura ambiente de baixo custo e de implementação mais simples e rápida. Ele consiste de um circuito magnético formado pelo ímã permanente sob caracterização, uma culatra de aço, um entreferro variável e uma sonda de efeito Hall com seu respectivo gaussímetro para a medição da intensidade do campo magnético no entreferro. Como introdução se apresenta o estado da arte da caracterização dos ímãs permanentes, conceitos básicos de magnetismo e em relação aos ímãs permanentes, sua história, os principais tipos, sua importância e suas aplicações principais. Os resultados teóricos e experimentais são comparados a resultados certificados, validando o método como proposto. / Determining the main magnetic properties of a permanent magnet usually requires sophisticated and expensive measurement setups. This work analyses and proposes a low-cost system to characterize Rare Earth permanent magnets at ambient temperature with easy and fast implementation. It consists of a magnetic circuit with the permanent magnet under test, appropriate pole pieces, a variable air gap and a Hall Effect probe with its respective Gaussmeter. As an introduction, it is presented the state of the art of permanent magnets characterization, basic concepts of magnetism and its history, the main types of permanent magnets, their importance and applications. The theoretical and experimental results are compared to certified ones, validating so the method as proposed.

A determinação das principais propriedades magnéticas de um ímã permanente geralmente requer sistemas de medição sofisticados e custosos. Este trabalho analisa e propõe um sistema de caracterização de ímãs permanentes de Terras Raras à temperatura ambiente de baixo custo e de implementação mais simples e rápida. Ele consiste de um circuito magnético formado pelo ímã permanente sob caracterização, uma culatra de aço, um entreferro variável e uma sonda de efeito Hall com seu respectivo gaussímetro para a medição da intensidade do campo magnético no entreferro. Como introdução se apresenta o estado da arte da caracterização dos ímãs permanentes, conceitos básicos de magnetismo e em relação aos ímãs permanentes, sua história, os principais tipos, sua importância e suas aplicações principais. Os resultados teóricos e experimentais são comparados a resultados certificados, validando o método como proposto. / Determining the main magnetic properties of a permanent magnet usually requires sophisticated and expensive measurement setups. This work analyses and proposes a low-cost system to characterize Rare Earth permanent magnets at ambient temperature with easy and fast implementation. It consists of a magnetic circuit with the permanent magnet under test, appropriate pole pieces, a variable air gap and a Hall Effect probe with its respective Gaussmeter. As an introduction, it is presented the state of the art of permanent magnets characterization, basic concepts of magnetism and its history, the main types of permanent magnets, their importance and applications. The theoretical and experimental results are compared to certified ones, validating so the method as proposed.

A determinação das principais propriedades magnéticas de um ímã permanente geralmente requer sistemas de medição sofisticados e custosos. Este trabalho analisa e propõe um sistema de caracterização de ímãs permanentes de Terras Raras à temperatura ambiente de baixo custo e de implementação mais simples e rápida. Ele consiste de um circuito magnético formado pelo ímã permanente sob caracterização, uma culatra de aço, um entreferro variável e uma sonda de efeito Hall com seu respectivo gaussímetro para a medição da intensidade do campo magnético no entreferro. Como introdução se apresenta o estado da arte da caracterização dos ímãs permanentes, conceitos básicos de magnetismo e em relação aos ímãs permanentes, sua história, os principais tipos, sua importância e suas aplicações principais. Os resultados teóricos e experimentais são comparados a resultados certificados, validando o método como proposto. / Determining the main magnetic properties of a permanent magnet usually requires sophisticated and expensive measurement setups. This work analyses and proposes a low-cost system to characterize Rare Earth permanent magnets at ambient temperature with easy and fast implementation. It consists of a magnetic circuit with the permanent magnet under test, appropriate pole pieces, a variable air gap and a Hall Effect probe with its respective Gaussmeter. As an introduction, it is presented the state of the art of permanent magnets characterization, basic concepts of magnetism and its history, the main types of permanent magnets, their importance and applications. The theoretical and experimental results are compared to certified ones, validating so the method as proposed.

A determinação das principais propriedades magnéticas de um ímã permanente geralmente requer sistemas de medição sofisticados e custosos. Este trabalho analisa e propõe um sistema de caracterização de ímãs permanentes de Terras Raras e Cerâmicos à temperatura ambiente de baixo custo e de implementação mais simples. Para isso, o Histerisímetro de Entreferro Variável, HEV, é concebido e estudado. Ele consiste de um circuito magnético formado pelo ímã permanente sob caracterização, uma culatra de aço, um entreferro variável, bobinas de magnetização e desmagnetização de baixa potência, uma sonda de efeito Hall com seu respectivo gaussímetro, um fluxímetro com sua bobina exploradora, o circuito eletrônico de comando das bobinas de excitação e a interface a um sistema de instrumentação virtual. Para demonstrar os desenvolvimentos do trabalho são apresentados o estado da arte da caracterização dos ímãs permanentes, conceitos básicos de magnetismo em relação aos ímãs permanentes, instrumentação necessária para sua caracterização, a concepção e modelagem do HEV, os resultados dos testes realizados e uma abrangente análise de suas incertezas. Com isso é demonstrado que o Histerisímetro de Entreferro Variável é uma alternativa de caracterização de ímãs permanentes com desmagnetização linear com incertezas dentro do que é definido pela norma. / The determination of the main magnetic properties of permanent magnets usually requires sophisticated and expensive measuring systems. This work analyses and proposes a low-cost system for the characterization of Rare Earth and Ceramics permanent magnets at room temperature with simpler implementation. It comprehends a magnetic circuit with the permanent magnet under test, a steel yoke with appropriate pole pieces, a variable air gap, low power magnetization and demagnetization coils, a Hall Effect probe with its respective gaussmeter, a fluxmeter with its own search coil, a coil driver electronic circuit and a virtual instrumentation system (computer plus graphical interface software). To demonstrate the developments of the work, it is presented the state of the art of permanent magnets characterization, basic concepts of magnetism related to permanent magnets, the instrumentation required for its characterization, the HEV design and modeling, the results of the tests and a comprehensive analysis of related uncertainties. Thus, it is shown that the Variable Gap Hysteresimeter is an alternative characterization system for linear demagnetization permanent magnets with uncertainties within those defined by the standards.

A determinação das principais propriedades magnéticas de um ímã permanente geralmente requer sistemas de medição sofisticados e custosos. Este trabalho analisa e propõe um sistema de caracterização de ímãs permanentes de Terras Raras e Cerâmicos à temperatura ambiente de baixo custo e de implementação mais simples. Para isso, o Histerisímetro de Entreferro Variável, HEV, é concebido e estudado. Ele consiste de um circuito magnético formado pelo ímã permanente sob caracterização, uma culatra de aço, um entreferro variável, bobinas de magnetização e desmagnetização de baixa potência, uma sonda de efeito Hall com seu respectivo gaussímetro, um fluxímetro com sua bobina exploradora, o circuito eletrônico de comando das bobinas de excitação e a interface a um sistema de instrumentação virtual. Para demonstrar os desenvolvimentos do trabalho são apresentados o estado da arte da caracterização dos ímãs permanentes, conceitos básicos de magnetismo em relação aos ímãs permanentes, instrumentação necessária para sua caracterização, a concepção e modelagem do HEV, os resultados dos testes realizados e uma abrangente análise de suas incertezas. Com isso é demonstrado que o Histerisímetro de Entreferro Variável é uma alternativa de caracterização de ímãs permanentes com desmagnetização linear com incertezas dentro do que é definido pela norma. / The determination of the main magnetic properties of permanent magnets usually requires sophisticated and expensive measuring systems. This work analyses and proposes a low-cost system for the characterization of Rare Earth and Ceramics permanent magnets at room temperature with simpler implementation. It comprehends a magnetic circuit with the permanent magnet under test, a steel yoke with appropriate pole pieces, a variable air gap, low power magnetization and demagnetization coils, a Hall Effect probe with its respective gaussmeter, a fluxmeter with its own search coil, a coil driver electronic circuit and a virtual instrumentation system (computer plus graphical interface software). To demonstrate the developments of the work, it is presented the state of the art of permanent magnets characterization, basic concepts of magnetism related to permanent magnets, the instrumentation required for its characterization, the HEV design and modeling, the results of the tests and a comprehensive analysis of related uncertainties. Thus, it is shown that the Variable Gap Hysteresimeter is an alternative characterization system for linear demagnetization permanent magnets with uncertainties within those defined by the standards.

A determinação das principais propriedades magnéticas de um ímã permanente geralmente requer sistemas de medição sofisticados e custosos. Este trabalho analisa e propõe um sistema de caracterização de ímãs permanentes de Terras Raras e Cerâmicos à temperatura ambiente de baixo custo e de implementação mais simples. Para isso, o Histerisímetro de Entreferro Variável, HEV, é concebido e estudado. Ele consiste de um circuito magnético formado pelo ímã permanente sob caracterização, uma culatra de aço, um entreferro variável, bobinas de magnetização e desmagnetização de baixa potência, uma sonda de efeito Hall com seu respectivo gaussímetro, um fluxímetro com sua bobina exploradora, o circuito eletrônico de comando das bobinas de excitação e a interface a um sistema de instrumentação virtual. Para demonstrar os desenvolvimentos do trabalho são apresentados o estado da arte da caracterização dos ímãs permanentes, conceitos básicos de magnetismo em relação aos ímãs permanentes, instrumentação necessária para sua caracterização, a concepção e modelagem do HEV, os resultados dos testes realizados e uma abrangente análise de suas incertezas. Com isso é demonstrado que o Histerisímetro de Entreferro Variável é uma alternativa de caracterização de ímãs permanentes com desmagnetização linear com incertezas dentro do que é definido pela norma. / The determination of the main magnetic properties of permanent magnets usually requires sophisticated and expensive measuring systems. This work analyses and proposes a low-cost system for the characterization of Rare Earth and Ceramics permanent magnets at room temperature with simpler implementation. It comprehends a magnetic circuit with the permanent magnet under test, a steel yoke with appropriate pole pieces, a variable air gap, low power magnetization and demagnetization coils, a Hall Effect probe with its respective gaussmeter, a fluxmeter with its own search coil, a coil driver electronic circuit and a virtual instrumentation system (computer plus graphical interface software). To demonstrate the developments of the work, it is presented the state of the art of permanent magnets characterization, basic concepts of magnetism related to permanent magnets, the instrumentation required for its characterization, the HEV design and modeling, the results of the tests and a comprehensive analysis of related uncertainties. Thus, it is shown that the Variable Gap Hysteresimeter is an alternative characterization system for linear demagnetization permanent magnets with uncertainties within those defined by the standards.