JJG493-1987软磁材料音频磁特性标准样品(交流磁化曲线及幅值磁导率)检定规程.pdf

中华人民共和国 国家计量检定规程 软磁材料音频磁特性标准样品 ( 交流磁化曲线及幅值磁导率) J J G 4 9 3 一8 7 软磁材料音频磁特性标准样品 ，峥峥峥峥峥峥峥、 声璧全舍全、 检定规程( 交 流磁 化曲 线 及 幅值 磁 导 率 。 V e r i f i c a t i o n R i g u l a t i o n f o r Au d i o Ma g n e t i c P r o p e r t i e s o f S t a n d a r d S p e c i me n o f S o f t Ma g n e t i c Ma t e r i a l s , ( A- C Ma g n e t i z a t i o n Cu r v e a n d Amp l i t u d e Pe r me a b i l i t y ) I J G 4 9 3 -8 7 hh hhhhhh矿 本检定规 程经国家计量局1 9 8 7 年3 月，日批准， 并 自1 9 8 8 年 1 月9 日起施行. 归口单位， 中国计最1 4 学研究院 纪草单位: 中国计量科学研究院 本规程技术条文由起草单位负责解释. 本规程主贾趋草人: 刘t x 4t( 中国计量科学研究院) 目录 一概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 ) 二技术要求 “ - 。 . . . ， 一( z ) 三检定条件 ” ” “ 。 ” 。 一扭 ， ， . . ， . . 二 ，( 3 ) ( 一) 检定用设备 “ ” ” - ，. 。 - ， ” ( 3 ) ( 二) 检定 环境条件 ” “ ” 。 ， ， 二 “ ， ( 4 ) 四检定项目二“ . “ 。 :.，. . “ 。 ” . ” ” “ ” . . . ( 5 ) 五检定方法 ” ” . 一 “ ” ” ” 一( 5 ) 六 检定结果处理和检定周期“ ” ” ” ， “ 一( 9 ) 附录1 名词、术 语及其定义“ ， “ “ ，. “ 一 ( 1 0 ) 附录2 伏一 安法测量原理线路 ” ” ” ” ” ” “ “ 一( 1 1 ) 附录 3 检定证书和检定结果通知书背面格式 ，. 、 。 f 1 4 1 附 录4 检定原始记 录格式 ” ” “ ” “ 一 ，. .( 1 5 ) J J G 4 9 3 - 8 7共1 5 贾第 1页 软磁材抖音频磁特性标准样品检定规程 ( 交流磁化曲线及幅值磁导率) 本规程适用子金属软磁合金带材或板材制成的环形标准样品。在 4 5 H z - 2 0 k H z 频率范围内的交流磁化 曲线及A 值磁导率曲线的 检 定. 检定方法为伏一 安 法。 一概述 软磁材料 音频磁特性标准样品 是指由 计量部门 按规 定的技术条 件制作.给出音频磁特性参数值，经一定时间考孩 性能稳定再 经国 家计量局批准的软磁材料环形样品. 软磁材料音频磁特性标准样品是用米校准或评定测量软磁材料音 频磁特性的仪器或装置的误差. 标准样品性能的高低，不作为判别该样品材料性能优劣的依据. 本规程采用的检定方法是建立在电磁感应定律基 础 之上的伏一 安 #_肖格a ll l -aIV I 磁参教4磁场4 方法 B 互感法.将交流互感线圈的初级绕组串联在样品的初 级回路中.用平均值电压表测量交流互感线圈次级绕组两端的感应电 压平均值U ,然后按给定公式计算出I3 . 测量 t ; 的方法是用平均值电压表% !9 量样in . 次级 绕 组上感应电压 平均值U - 再 按给定公 式计0 出i 3 . 由低而高测量同一样品很多组h值及对应的I 3 值，即可得到该 样品在某频率下1 ? - ; , 曲线及u 。 一 幸 曲 线， 共1 5 页第 2页J J G 4 9 3 二技 术 要 求 1 标准样品的制作与要求 1 . 1 制作标准样品用带材或板材，表面 应平整、光洁、无 缺陷 ， 剪切后边缘应无毛刺. 1 . 2材料厚度小于。 . 1 5 m i n 的带材，经涂绝缘层后，沿 轧制方 向 卷绕成具有均匀横截面和宽度的 环形铁芯.大于或等于0 . 1 5 m m 厚的带材或板材，制 成叠 片环形铁芯.叠片间要有良 好的绝缘. 1 . 3标准样品应按各牌号常规热处理工艺进行高温退火处理，处 理后不应有明显的塔形和椭圆形的变形. 1 . 4用感量为1 m g 的天平称虽样品的质量，用千分尺测 量其尺 寸，测量次数应不少于4 次. 1 . 5样品再经时效老化处理和稳定性处理，然后将样品 装入 保护 盒中，并加以绝缘性能良 好的填塞物，使样品不受应力，不受振动. 1 . 6保护盒应由非磁 性绝缘材料如硬质塑料等制成.盒 的横截面 积应不大于样品横截面积的2 倍. 2 标准样品尺寸 2 . 1为减小磁化场沿样品径向分布的不均匀性，原则上按下列关 系式选择标准样品尺寸，即 D，_ 一 丁、1 J ( 1 ) 式中: D 样 品的外径， d 样品的内径 标准样品的形状见图 1 ( 附录2 ) . 2 . 2标准样品尺寸应符合表 1 规定. 2 . 3标准 样品的伙截面积，可根据材料密度、样品 质量、内外径 等按 下 式计算: 2m J p m( D+d ) ( 2 ) 式巾4样品的横八面积( m ) ， J C 4 9 3 一只 7 共1 5 页第 3页 m 样品 的质量 ( k g )( 应不少于0 . 0 2 k g ) , P m 样品材料的密 度 ( k g / m ) . 班 7 标 准样品 尺寸要 求 ( m m ) n I 允 许偏差 企 0 . 2 一下一万一 下丫三二 二 一 下一二 万一 一力一 二一= 一 7r .ate 一 - 侧士 0.7 I 1n 一 士 0.3 1 R . .f m ., ( 6 ) 共巧页第6页J J G 4 9 3 - - 8 7 式中R. -串联在样品初级回路中的交流电阻 ( 。) ， 户 。 。 二 给定的最大磁场强 度峰值 ( A / m ) , 0 - 最大 磁场强 度峰值所对应的交流 电阻R . 两端的电 压 峰值 ( V ) .其准确 度优于1 1.50o. 方法B -互感法 N, 4 flMU 户m 。 二( 7 ) 式中 : M 串 联在样品初级回 路中 的交流互 感线圈的互感值( H ) i U - 最大磁场强度峰值所对应的互 感线圈次级两端的感应 电压平均值 ( V) . 1 6 . 1 . 3 为了 适 合 不同 频 率 下 的 测 量 ，标 准 样品 上可有 两 组 不 同 匝 数的N N , . N N z 绕 组间应有良 好的绝缘. 1 6 . 2 确 定 磁 场强 度峰 值户的 测 量点 1 6 . 2 . 1 若 采 用 方 法A - 峰值 压降 法测 量 磁 场强度 峰 值A 时 ， 则 交 流电 阻R 。 两 端的 电 压峰 值6 与户的 关 系 为 : ,n N, fl J l二气 干 丁-. l 找 万 ( 8 ) 按 给 定 的 每 个F 7 值 用 式 ( 8 ) 计 算 出 所 对 应 的 每 个电 压 峰 值众 1 6 . 2 . 2 若 采 用 方 法B - 一 互 感 法 测 量 磁 场强 度 峰值户 时 ，则 交 流互感线圈次级两端的感应电 压平均值U与。的关系如下: 户= N少 U 4 f l M ( 9 ) 按 给 定 的 每 个户值 用 式 ( 9 ) 计算 出 所对 应的 每 个电 压平 均值U . 1 6 . 3样品的退磁 1 6 . 3 . 1退磁频率 采用交流5 0 H z ，在检定低磁感应区域的参数 时，退磁速度为3 0 s - - 1 m i n ,检定高磁感应区域的参数时。 均为 2 0s . 1 6 . 3 . 2退磁场强度的人小。应使样品磁化到基本饱和 ( 超过磁 化曲线的 膝点) . 打C 4 9 3 一8 7共1 5 页第7页 1 6 , 3 . 3退 磁后放置时间、从低磁感应区域开始侧最时.放胃刚 间为1 。 一1 5 m i n 。从中、高 磁感应v 域开始测 量时，放 置时间为2 3 m l 刀 . 1 7 检定 1 7 . 1 若 采 用方 法A - 峰 值 压 降 法 测 量 某 给 定 磁 场 强 度峰值p 下的 磁感应强度峰值户时，则将开关S , 置于 “ ”位置. 然后调节 电 源频率为给定值.用频率计监测，低频时监测周期，高 频时监 测濒 率， 其准 确度均 应优于1 0 , 0 5 %, 1 7 , 1 . 1再调节电 源电压输出为某一值，使峰值电 压表指示值为 按1 6 , 2 . 1 项计算出的 某值d . 1 7 . 1 . 2同时将开关S , 置于 “ ”位置观测样品次级感应电压 披形失真度是否符合要求，若不符合要求.应调整，待符合要求后， 断开 S : 开关. 1 7 . 1 , 3同时观察样品次级两端的 平均值电压 表指示值(/ ， ，待其 相对变化小于士 0 1 %时、立即读 取此时电 压平均值U , ，并 按下 式计 算样品 在该磁场强度峰值下的h值 . 力 二 一卫I - - 4 J N a 人二 】 0 1 7 . 2若采用方法B - - 互感法测量给定艾磁场弧度峰值户下的 磁感应强度峰值t9 时，则 将开关5 ， 置于 “ ; ti ; .位 置， 然 后调节电源0 率为给定值，用 频率计监测，监测方法及要求同1 7 , 1 款. 1 7 . 2 , 1再 调节电 源电 压输出 为某一值，使 平均值电压表指示为 按1 6 . 2 . 2 项计 算的某值U . 1 7 . 2 . 2然后按1 7 , 1 . 2 , 1 7 . 1 . 3 项 操作，计算 1 7 . 3测量磁化曲线 时、磁场强度雌值应保持平稳， 单调地增 加. 若测量过程中，磁场强度峰值it“ ,加的量超过给定值、则样P , 应重新退 磁 和 测 量 . 丸 1 7 . 4测量低磁感应区域的参数时 1 7 _ 1 . 2项的嵘作叮以省略 1 7 . 5其他磁场强度峰值F扮 值的 检定步骤按1 7 . 1 . 1 7 . 2 款进 行 共巧页第 8页 J J C 4 9 3 -8 1 1 7 . 6若 测 量 大 于B o o A / m磁场 强 度 峰 值斤所 对应的1 3 值 时 ， 应按式 ( 1 1 )进行空气磁通修正 _v , 4J Ns A 一 。 0 1 7 ( A, 一 1 1 ( 1 1 ) 、 凡 J/ 式中: A , 样品次级绕组的有效横截面积 w o - 真空 磁导率， w o = 4 二 x l o - ( H / m) , 1 7 , 7 在 测 量 很 多 组户和斤的 对 应值 后 ， 便可画出交流 磁化 曲 1 8 幅值磁导率按下式计算。 力 w . u . R ( 1 2 ) 式中: A . -样品的幅值磁 导率. 1 8 . 1 由1 7 . 7 款 得 到 很 多 组后 对斤的对应 值 . 将 其 数 值 一一 代 入式 ( 1 2 ) ，便可得到幅值磁导率曲线. 1 8 , 2起 始幅值磁导率的测量 按式 ( 8 )或式 ( 9 )计算出给定的户 所对应 的d ， 或O , ，然后 按1 7 . 1 , 1 7 , 2 款进行操作并按下式计算: 户, 拼， .= ， 一 一分一 解 。 H ( 1 3 ) 式中 : w , . 起始幅值磁导率。 P , 对应于斤 ， 的磁感应强度峰值 ( T ) 汽 给 定 的 磁场 强 度 峰值 ( A / m ) , 1 8 . 3最大幅值磁导率的测量 最 大 幅 值 磁 导率 可 通 过 测 量 磁 化曲 线 ，协求19与9 之最大 比 值 来确定并按下式计算: 6 A 件压. 盆 .= - -竺 头 户 解。 矛 了 ( 1 4 ) 式 中: 0 - 叉口 BA 最大幅值磁导率; 一 刘应于环 。 。 二 。 的磁感应强度峰值 门 ) : J J G 4 9 3 - - 8 7共1 5 页第，页 斤 ， - 一 对 应 于t 2 - 、 二 。 的 磁 场似 度峰 值 ( A / m ) 1 9 在 不同频率下测最时，姆变伙频率测 虽前样品 应先进 行退 磁 。 六检定结果处理和检定周期! 2 0 测量与 计算值位数的确定 2 0 , 1读 取数值时，按仪 器 ( 仪表)的有效位数读取，最多估读 一位数字。 2 0 , 2中间运算的数字，可以比 有效数字多取一 位，计算结果的 有效数字应与参加计算的各 量值中有效位数最小的相同. 测量值以算术平均值为准。 2 0 , 3最终结 果位数的确 定 各 参数的最终结果有效位数 ，应根据参数的不确定度决定，并按 下述方 法化 整，即 以保留 数字的 末位为 单位，它后面的数大于。 . 5 者，术 位进 1 ;小于0 , 5 者，末 位不变 ;愉为0 . 5 者，则使 末位凑成 料数，即末位为奇数时 进 1 .为偶数时舍去. 2 1 标准样品的检定数据应有原始记录 ( 格式见附录4 ) . 2 2 检定不确 定度 严格按本规程检定时，各参数的不确定度如表 2 所示。 ， 2 被 洲 各 参 致 的 不 确 定 度 ( % ) H习(t ._ 肠山 .x。 士( 0 . 5 1 . 6 )土( 1 . 5 c3 . 0 )士( 2 . 0 4 . 0 ) 土( 2 . 0 x 3 . 0 )土( 2 . 0 4 . 0 ) 2 3 检定周期 软磁材料音频磁特性标准 样品的 检定周期 不得超过一年。 2 4 回检的标准样品各参数的栩对变化虽将合表之 规定值时 发 给检定证书一否则，发给检定结果通:7 书 典i s 负第1 0 页J J G 4 9 3 -9 7 附录 1 名词、术语及其定义 1 交流磁化曲线 对磁性体加 一 周期 对称变化的磁场，改变磁场强度的 幅值，可以 获得 一 系 列不同 的相对于坐标原点 对称的 磁滞回线，顺序联接这些回 线的伙点。所得到的曲线称为交流磁化曲线. 2 幅仇磁导 率A . 当磁场强度随时问作对称周期变化，且材料开始时是在规定的磁 中 性状 态 、 固 定 磁 感 应强 度峰 值R 或 磁场 强 度峰 值H中 的 任 一 个 值 ， 测得相对应的另一个值，由 此获得的相对磁导率. 3 起始幅值磁导率w . 当 磁场 强度趋近于零时，幅值磁导率的极限 值。 w i a =l i m W , 注:实际 工作中， 磁场强 度取技 术约定 值，其 值由有关 国家 标准规也 4 最大幅值磁导率拜 。二 。 当磁场弧度的幅值变 化时.测得的幅值磁导率的最大值。 jiC4 9 3一8 7共 巧页第I I 页 附 录 2 伏一 安 法浏f原理线路 曰 、 丫 汁一 、 丹 丫份 图 I 标准样品的示意图 图中:d -样品内径卜 D卞 r 西 、 外径. b 样品的截而宽 度， h 样品的高度. 图Z 伏一 安法 4 “i i 1 , 1 A -. 线路图 共 1 5 页第1 ? 页 d G 4 9 3 - - - 8 7 图中: E _ 一音频稳压电源，用于磁化样品; H 二 一 频率计，用于测量频率; V P 一峰值电压表，用于测量 R ,仁 的峰值电压; R。一 交流电阻，用于测量峰值电流， N : 一样品 初级 绕组， N ， 一样品次级绕组， v 吕 一平均值电 压表，用于测量样品次级感应电压 平均值 ， $ 。 一开关，用于接通或断开失真度测量仪， F n 一失真度测量仪，用于侧量样品 感 应 电 压波 形 失 真度 值， M一交流互感线圈，用子侧最峰值电流; v， 一平均值电压表，用于L1J 量交流互感线圈 次级感应电压平 均值; 5 一开关，用于接通或断开交流电阻或交流互感线圈。 图3 环形标准样品 退磁原理线路图 图 中 : 万 一 工 濒电 源 5 0 H z , 2 2 0 V y T 一自 祸变压器， T 。 一退磁变压器， A一 交流电流表，用于监测退磁电流， N ; 一样品初级绕组， N