磁性电测仪表CH7

1、1第第5章章 磁性电测仪表磁性电测仪表 磁测量主要包括对空间磁参量的测量和对磁性材料性质的测量。 空间磁参量测量的主要对象是空间磁场的磁通量、磁场强度H和磁通密度(磁感应强度)B。 磁性材料分软磁材料和硬磁材料。 磁场测量的主要任务是揭示材料在外磁场作用下所表现出来的宏观磁特性。21. 磁性材料的静态特性磁性材料的静态特性u磁性材料的静态特性包括三方面 (1) 磁化曲线及其非线性 5.1 基础知识基础知识3(2) 磁滞现象与静态磁化曲线(a) 软磁材料的磁滞回线族 和基本磁化曲线(b) 硬磁材料的磁滞回线 及次环4(3) 磁导率:0limiHBH软磁材料的磁导率曲线基本磁化曲线在接近H=0处的

2、磁导率52. 磁性材料的动态特性磁性材料的动态特性 磁性材料的动态特性包括以下几个方面 动态磁化曲线 动态磁滞回线 动态磁导率 交流幅值磁导率mmmBH6111cos/BH211sin/BH粘性磁导率其中弹性磁导率111BjBBe111HjeHH11HB复数磁导率211111jeHBHBj73. 磁学量的度量单位磁学量的度量单位 两种单位制中的单位名称、符号和换算关系 磁学量的度量单位81. 基于电磁感应原理的测量方法基于电磁感应原理的测量方法 穿过测量线圈的磁通 tmsin 用感应法测量磁通的原理7.2 空间磁场、磁通的测量空间磁场、磁通的测量 9感应电势：磁通幅值：被测磁场的磁感应强度的幅

3、值：磁场的幅值： tNdtdNdtdemcos USNSBmm20mmBH UNm210(1) 用冲击法测量直流磁场磁通11线圈中的感应电势为 对上式积分得磁通停止变化时脉冲电量磁通变化量为dtdiLiRdtdNedtdtdiLidtRdtdtdNtttttt212121RQN)(12qmQC21qmC RN 12磁通冲击常数为：磁感应强度B为：磁场强度H为：qRCCSB00BHS21mCN 13把测量线圈原地转动180度磁感应强度： 磁场强度： mNSCB202mCHNS14磁通冲击常数的测量测量磁通冲击常数的电路15感应电势使冲击检流计偏转 在互感线圈中 2ddiMIMdtdt 又因 mC

4、所以IMCm2回路电阻为nhgRRRR开关投向位置2时nhgRRRR16(2) 用磁通表测量磁通17阻尼因数感应电势和电路参数有如下关系磁通表的运动方程为0/(2)PJW dtdiLiRedtdNdtdiRLRei2002ddJPidtdt18代入式 并在时间 内积分得dtdiRLRei21 tt2221112120020()()ttttttttdddiJdtPdteLdtdtdtRdtddiNLdtRdtdt式中 (/)eN ddt19把初始条件代入积分式得 22221111000ttttttttdJPNitdtRR002121()()PNR 001NNP RC 20磁通表的磁通常数 被测的

5、磁通值为被测磁场的磁感应强度为 被测磁场的磁场强度为00/CP R1CN 1BCSNS0BH212. 用磁通门磁强计测量磁场用磁通门磁强计测量磁场 利用高导磁率的铁芯在交流励磁下调制铁芯中的直流磁场分量，并将直流磁场转变为交流电压输出而进行测量的仪器。 磁通门磁强计由探头和测量线路组成。u探头的结构 22磁通门磁强计探头的工作原理 23磁通门磁强计的传感器(a)双心式 (b)环心式1铁心 2励磁绕组 3检测线圈 i励磁电流 es次级感应电势24磁通门磁强计原理电路253. 用霍尔效应测量磁场用霍尔效应测量磁场26半导体内载流子的速度v为载流子在磁场内所受的电磁力为电场力为呈现出电压 NqabI

6、v BqvF EqBqv NqbBEaUH27CT3型特斯拉计原理框图284. 用核磁共振法测量磁场用核磁共振法测量磁场u 核磁共振 测量范围约为1 2T 准确度：可达 510210291. 软磁材料静态特性的测量磁性材料样品用冲击法测量环状样品的磁特性 测量前的准备工作 测量基本磁化曲线 测量磁滞回线7.3 磁性材料的测量磁性材料的测量30(1) 磁性材料样品样品中的磁势为 INHLF环形闭合磁样品 磁场强度 RINH2闭合磁路样品 一般要求81内外内外RRRR31双磁轭磁导计1、6励磁线圈 2、5磁轭 3测B线圈 4样品 7样品表面线圈棒状开路样品 32(2) 用冲击法测量环状样品的磁特性

7、测量的原理电路冲击法测量环状样品直流特性的电路33(a) 测量前的准备工作p退磁：直流、交流p测定冲击检流计的磁通冲击常数初级线圈中的电流变化值为次级线圈中磁通的变化量 冲击检流计的磁通冲击常数等于12II mqRCIM12mmqIMIMRCC2134(b) 测量基本磁化曲线基本磁化曲线 35磁场强度值是 样品中的磁通变化量为样品中的磁感应强度为 lNIH10000022CB SN 2002SNCB36(c) 测量磁滞回线冲击法测量磁滞回线 37A1点的测量 样品中的磁通的变化数值等于 磁感应强度下降到B1 A2点的测量 对应的磁感应强度的值是 1111()mCBB SN 112mCBBSN2

8、22mCBBSN387A 点的磁感应强度的值为 点对应的值等于6A626SNCBBm727SNCBBm392. 软磁材料动态特性的测量软磁材料动态特性的测量(1) 用示波器测量交流磁滞回线 铁磁示波器的原理性电路 40次级回路的方程式为 忽略后两项 次级回路电流 电容器C两端的电压CUdtdiLRie222dtdBSNRie222dtdBRSNi22dBRCSNdtiCUC221BRCSNUC241电阻法测量(2) 动态磁化曲线的测量方法磁场强度的幅值次级回路中的感应电势 RUlNIlNHmmm1111dtdBSNe2242积分求平均值得 对于正弦波，上式积分得感应电势的平均值为等式右边为dtdtdBSNTdteTTT020211m