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軟磁材料直流B-H曲線(xiàn)的測(cè)量方法

發(fā)布時(shí)間：

2020-07-01

來(lái)源：

www.fti168.com 湖南省永逸科技有限公司

測(cè)量軟磁材料直流BH曲線(xiàn)以及磁特性等參數(shù)的測(cè)量設(shè)備大致分兩種：一種是采用核磁共振法的；另一種是采用掃描法或沖擊法的。作者：丁佳泉湖南省永逸科技有限公司轉(zhuǎn)載需注明出處

　　測(cè)量軟磁材料直流BH曲線(xiàn)以及磁特性等參數(shù)的測(cè)量設(shè)備大致分兩種：一種是采用核磁共振法的；另一種是采用掃描法或沖擊法的。

　　采用核磁共振法的設(shè)備是取軟磁材料的粉末樣品，屬于開(kāi)路樣品的測(cè)量，與實(shí)際器件（閉路）差別較大。

　　采用掃描法或沖擊法的設(shè)備（國(guó)外的設(shè)備都是掃描法，國(guó)內(nèi)的設(shè)備是沖擊法或兩者并存）是取軟磁材料的典型模式樣品測(cè)量，如閉路的圓環(huán)樣品、CD型、EE型等；如開(kāi)路的長(zhǎng)圓棒、長(zhǎng)條帶等；或者開(kāi)路樣品通過(guò)磁軛導(dǎo)磁而形成閉路，轉(zhuǎn)化為閉路測(cè)量，如磁導(dǎo)計(jì)。

　　下面我們通過(guò)湖南省永逸科技有限公司生產(chǎn)的FE-2100SD軟磁直流B-H儀（FE-2100SD軟磁材料直流測(cè)量裝置），測(cè)量各種形狀的軟磁材料的磁特性。

　　1 閉路樣品的測(cè)量

　　閉路樣品中最經(jīng)典的模型是圓環(huán)。

　　這里需要注意：A/B≤1.1（老國(guó)標(biāo)提A/B≤1.25）。這是為了保證樣品內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H分布均勻。

　　1.1測(cè)量原理如下所示：

　　先給磁環(huán)繞制兩組線(xiàn)圈，N1為磁化線(xiàn)圈，N2為測(cè)試線(xiàn)圈。控制恒流電源給N1提供電流I，如果磁環(huán)的磁路周長(zhǎng)為L(zhǎng)e，則產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度

H=N1*I/Le

　　N2的感應(yīng)電壓U通過(guò)積分得到磁通φ

　　如果樣品的截面積為Ae，可以計(jì)算得到磁通密度B

B=φ/（N2*Ae）

　　1.2 測(cè)試過(guò)程

測(cè)試圓環(huán)量尺寸

1準(zhǔn)備好等待測(cè)試的樣環(huán)，并量好尺寸。

圓形樣品包好絕緣帶

3 包好絕緣膠帶。

軟磁圓環(huán)測(cè)量承重

2 稱(chēng)好重量。

圓形樣品繞制線(xiàn)圈

4 先繞制N2線(xiàn)圈，再繞好N1線(xiàn)圈，并將線(xiàn)圈端頭去漆。

注意：N2之所以先繞，是為了測(cè)量線(xiàn)圈更貼近樣品。

N2的匝數(shù)多少由磁通計(jì)的量程大?。?0mWb）以及分辨率決定。一般20匝左右較合適。N1的多少由測(cè)試條件H（樣品達(dá)到飽和的最小磁場(chǎng)強(qiáng)度Hm）以及電流源的電流輸出大小(10A)決定。所以N1≥Hm*Le/10。

　　以低碳鋼環(huán)形樣品為例，樣品尺寸為φ40*32*11.1，測(cè)試條件為Hm=15000A/m，所以N2繞制20匝，N1繞制240匝。

　　測(cè)得磁滯回線(xiàn)如下。

　　測(cè)得磁化曲線(xiàn)如下。

其他閉路樣品（CD型，EE型等）的測(cè)量與此類(lèi)似。

2 開(kāi)路樣品的測(cè)量

　　開(kāi)路樣品的測(cè)量方法可分兩種：一種是用螺線(xiàn)管測(cè)量開(kāi)路樣品的磁特性；另一種是采用磁導(dǎo)計(jì)測(cè)量開(kāi)路樣品的磁特性。其實(shí)采用磁導(dǎo)計(jì)是將開(kāi)路測(cè)量轉(zhuǎn)化為閉路測(cè)量。

　　2.1用螺線(xiàn)管測(cè)量開(kāi)路樣品的磁特性

　　其測(cè)試原理如下：

　　恒流電源給螺線(xiàn)管通電，電流大小為I，螺線(xiàn)管的匝數(shù)為N1,螺線(xiàn)管的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則螺線(xiàn)管中心產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度H=N1*I/L。棒形樣品放置在螺線(xiàn)管的中心，其截面積為Ae，并且套上測(cè)量線(xiàn)圈，測(cè)量線(xiàn)圈的匝數(shù)為N2，則棒形樣品的磁通密度B=φ/（N2*Ae）。

　　只是開(kāi)路測(cè)量時(shí)，樣品內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)強(qiáng)度（退磁場(chǎng)），從而影響H的測(cè)量。退磁場(chǎng)的大小與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小和樣品的形狀尺寸相關(guān)，所以，為了減少退磁場(chǎng)的影響，應(yīng)將樣品加工成細(xì)長(zhǎng)的樣品，即長(zhǎng)徑比要大，并且大于20。

　　以鋼棒樣品為例，鋼棒尺寸為φ14*260。測(cè)試條件H=24000A/m。

　　測(cè)得的磁滯回線(xiàn)如下：

　　由于開(kāi)路樣品有退磁場(chǎng)的影響，測(cè)試的磁滯回線(xiàn)都會(huì)往右傾斜。

　　軟件對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行退磁場(chǎng)修正，得到類(lèi)似閉路樣品的磁滯回線(xiàn)，如下：

修正后的磁滯回線(xiàn)。

　　修正后的磁化曲線(xiàn)。

　　其他長(zhǎng)條帶型的樣品與此類(lèi)似。

　　2.2用磁導(dǎo)計(jì)測(cè)量開(kāi)路樣品的磁特性

　　如果條帶形的樣品較寬較短，此時(shí)已不適合螺線(xiàn)管測(cè)量了。我們可以采用磁導(dǎo)計(jì)方法測(cè)量其直流磁性能。

　　原理如下：

　　上下磁軛夾住片狀樣品，使磁力線(xiàn)閉合。勵(lì)磁線(xiàn)圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度H，測(cè)量線(xiàn)圈的電壓積分得到磁通，進(jìn)而換算磁通密度B。

　　但是磁軛自身的剩磁、矯頑力以及磁導(dǎo)率大小，均會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。磁軛的磁導(dǎo)率越高，矯頑力越小，對(duì)樣品的測(cè)量結(jié)果影響越小。

　　以鐵鈷合金片狀樣品為例，樣品尺寸為100mm*30mm*1mm。

　　測(cè)試條件H=10000A/m。

　　測(cè)得磁滯回線(xiàn)如下：

　　測(cè)得磁化曲線(xiàn)如下：

　　當(dāng)然磁導(dǎo)計(jì)可分 A 類(lèi)磁導(dǎo)計(jì)和 B 類(lèi)磁導(dǎo)計(jì)，上面提到的是 A 類(lèi)磁導(dǎo)計(jì)。B 類(lèi)磁導(dǎo)計(jì)的模型大體相同，只是勵(lì)磁線(xiàn)圈是繞制在兩個(gè)磁軛上面，它產(chǎn)生的 H 值需要用磁勢(shì)線(xiàn)圈（磁位計(jì)或 H 線(xiàn)圈）測(cè)量。

　　還有將開(kāi)路測(cè)量轉(zhuǎn)化為閉路測(cè)量的方法，如將4個(gè)條帶樣品搭接成口子，再繞制兩個(gè)線(xiàn)圈，當(dāng)做閉路樣品測(cè)量。