从上世纪60年代初第一代永磁SmCo5面世,到如今稀土“永磁王”NdFeB的广泛应用,永磁材料经历了四十多年的发展,其永磁特性不断改进,内禀矫顽力越来越高,剩磁越来越强,磁能积也越来越大,使得永磁材料几乎应用于各个领域。而在永磁材料生产及应用过程中,对充退磁设备的要求也越来越高,需要通过不断改进使其更趋于智能化、精准化、多元化。本文研究的是应用于核磁共振磁场测量技术中的定量充磁装置,它能够改变永磁体的剩磁,从而实现对恒定磁场的定量调节。本文首先对稀土永磁材料的磁特性进行了阐述,分别介绍了永磁材料的磁化特性、回复特性及去磁特性等,根据这些特性研究了永磁体定量充磁的方法。其次,对脉冲充磁原理进行了分析,并应用MATLAB7.0软件对脉冲峰值与放电回路参数的关系进行了仿真,提出了参数的设计方法以及回路重要元件的选择。其中,储能电容是由大容量电解电容采用串并联混接的方式代替了传统充磁机中专用的脉冲储能电容,降低了成本,减小了整个系统体积。充磁头采用空心线圈的方式,设计中通过应用有限元分析软件ANSYS10.0进行线圈磁场分析,最终采用线圈匝数尽量多,单层匝数尽量少、层数多的方法设计充磁头。这样得到的线圈虽然电感值增大,脉冲电流峰值减小,但是产生的磁场峰值却不小。这种选择的好处在于脉冲峰值电流减小降低了对电路元件参数的要求,充磁过程中线圈内产生的热量也减少了,使得整个系统电路设计简单,可靠性更高。本文还介绍了系统的硬件电路设计与软件实现方案,硬件电路设计主要包括:充磁主电路,程控开关触发电路,磁场测量电路,温度检测电路和控制电路。中央控制芯片采用C8051F020系列单片机对整个电路进行控制,其高集成度使整个控制系统外围电路减少,控制方便,软件编写容易。并通过软件编程实现了定量充磁、饱和充磁及全退磁等功能,由终端显示提供系统工作状态。本定量充磁装置产生的脉冲磁场范围在0～6T,精度不低于1%,均匀度在5%以内,能够对永磁体剩磁进行定量调节。最后,以实验事实为依据,对系统功能做了进一步探讨。实验证明,本装置操作简便,成本低,充磁精度高且速度快,能够满足实际需要。