磁性材料测量

1、上一页下一页返 回l5.1 若干基础知识l5.2 空间磁场、磁通的测量空间磁场、磁通的测量 l5.3 磁性材料的测量上一页下一页返 回l5.1.1 磁性材料的静态特性l5.1.2 磁性材料的动态特性l5.1.3 磁学量的度量单位磁学量的度量单位 上一页下一页返 回l 静态磁性特性是指在材料恒定或非常低频的交变磁场的静态磁性特性是指在材料恒定或非常低频的交变磁场的作用下的特性。作用下的特性。l 磁性材料的静态特性包括以下三方面：磁化曲线及其非磁性材料的静态特性包括以下三方面：磁化曲线及其非线性，磁滞现象与静态磁化曲线，磁导率线性，磁滞现象与静态磁化曲线，磁导率 (1)磁化曲线及其非线性磁化曲线及

2、其非线性: 图5.1.1 磁化曲线的非线性磁性材料在外磁场H的作用下，将产生磁通密度B。上一页下一页返 回图5.1.2 磁性材料的磁化特性曲线 (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磁通密度B与磁场强度H之间为非单值函数。即B的值不仅与相应的H有关，还与材料以前的磁化状态有关。主要是因为磁性材料具有滞后效应和粘滞性。磁滞回线所包容的面积代表一个激磁循环所产生的磁滞损耗。各环与B正向轴的交点称为剩磁，与H负向轴的交点称为矫顽力。软磁材料的剩磁和矫顽力较小，回线很窄，磁滞损耗小。上一页下一页返 回l 软磁材料以不同的最大磁场强度软磁材料以不同的最大磁场强度H H1

3、max1max,H,H2max2max,对它反复磁对它反复磁化，可获得一簇大小不等的稳定磁滞回线，连接各个回化，可获得一簇大小不等的稳定磁滞回线，连接各个回路第一象限顶点所得的曲线称为基本磁化曲线，与前述路第一象限顶点所得的曲线称为基本磁化曲线，与前述的磁化曲线接近。对一般直流磁器件设计，大多以基本的磁化曲线接近。对一般直流磁器件设计，大多以基本磁化曲线为依据。磁化曲线为依据。l 硬磁材料有较大的硬磁材料有较大的HcHc和适当的和适当的BrBr，在无外激励的情况下，在无外激励的情况下，自身也能提供一定的自身也能提供一定的B B值，具有较宽的磁滞回线；磁滞回值，具有较宽的磁滞回线；磁滞回线的第线

4、的第2 2象限部分，如磁化曲线反向达到回线上的象限部分，如磁化曲线反向达到回线上的a a点，点，又将又将H H调回到零，随后又重新反向达到调回到零，随后又重新反向达到a a点，将形成很窄点，将形成很窄的局部回线，称次环。为保证工作稳定可靠，硬磁材料的局部回线，称次环。为保证工作稳定可靠，硬磁材料在使用时一般工作在次环上。在使用时一般工作在次环上。上一页下一页返 回(3)磁导率:图5.1.3 软磁材料的磁导率曲线对于图5.1.2(a)中基本磁化曲线在接近H=0处的磁导率为:定义：,BBHH或0limiHBH称为初始磁导率。上一页下一页返 回l 磁性材料的动态特性包括以下几个方面：磁性材料的动态特

5、性包括以下几个方面：(1)动态磁化曲线动态磁化曲线 指工作在工频以上交变磁场中的磁性材料的指工作在工频以上交变磁场中的磁性材料的B-H曲线。曲线。(2)动态磁滞回线动态磁滞回线 当磁性材料处于交变磁场中，除磁滞损耗外，还产生当磁性材料处于交变磁场中，除磁滞损耗外，还产生涡流损耗，其动态磁滞回线较静态磁滞回线要宽。涡流损耗，其动态磁滞回线较静态磁滞回线要宽。(3)动态磁导率动态磁导率 对于不同的磁化条件，可以有不同的磁导率定义。对于不同的磁化条件，可以有不同的磁导率定义。对于交流幅值磁导率定义为：对于交流幅值磁导率定义为：mmmHB上一页下一页返 回111/cosHB112/sinHB粘性磁导率

6、:其中，弹性磁导率:111BjeBB111HjeHH11BH复数磁导率复数磁导率 :211111jeHBHBj上一页下一页返 回l 绝对电磁单位制，国际单位制绝对电磁单位制，国际单位制l 两种单位制中的单位名称、符号和换算关系：两种单位制中的单位名称、符号和换算关系： 表5.1.1 磁学量的度量单位上一页下一页返 回l5.2.1 基于电磁感应原理的测量方法l5.2.2 用磁通门磁强计测量磁场l5.2.3 用霍尔效应测量磁场l5.2.4 用核磁共振法测量磁场上一页下一页返 回l 穿过测量线圈的磁通：穿过测量线圈的磁通： tmsin 图5.2.1 用感应法测量磁通的原理上一页下一页返 回l 被测磁

7、场的磁感应强度的幅值为：被测磁场的磁感应强度的幅值为：l 磁通幅值：磁通幅值：l 磁场的幅值：磁场的幅值： tNdtdNdtdemcos USNSBmm20mmBH UNm2U为感应电势的有效值 上一页下一页返 回l 为了保证测量的准确性，测量线圈的平面应与被为了保证测量的准确性，测量线圈的平面应与被测磁场方向垂直测磁场方向垂直l 测量脉冲感应电动势的方法有冲击法和磁通表法测量脉冲感应电动势的方法有冲击法和磁通表法两种。两种。上一页下一页返 回图5.2.2 用冲击法测量直流磁通G为冲击检流计，N为测量线圈匝数。改变穿过测量线圈磁通方法：（1）如果被测的直流磁场是由通电线圈产生的，切断线圈电流或

8、者突然改变线圈电流的方向，使线圈磁通变化 （2）如果被测磁通是永久磁铁或地磁场产生的，可以把测量线圈从磁场中迅速移到磁场为零的地方；或者把线圈原地转动1802或上一页下一页返 回l 对上式积分得：对上式积分得：l 因为因为t=tt=t1 1和和t=tt=t2 2时，磁通均停止变化时，磁通均停止变化 l 磁通停止变化时：磁通停止变化时：l 脉冲电量：脉冲电量： a am m为冲击检流计第为冲击检流计第1 1次最大偏转角。次最大偏转角。l 磁通变化量为：磁通变化量为：dtdiLiRdtdNedtdtdiLidtRdtdtdNtttttt212121RQN)(12mqCQmqNRC12R为冲击检流计

9、的电阻和测量线圈电阻之和。Cq为冲击检流计的电量冲击常数上一页下一页返 回l 磁感应强度磁感应强度B为：为：l 磁场强度磁场强度H为：为：qRCCSBSBH00C上一页下一页返 回l 磁感应强度：磁感应强度： l 磁场强度：磁场强度： mNSCB2mNSCH02所示。的电路如图测量3 . 2 . 5C上一页下一页返 回图5.2.3 测量磁通冲击常数的电路测量前，开关K1、K3闭合，K2投向任一侧（如1），K4投向1侧，调节电阻RP，改变互感器的初级电流，使其达到一个合适的值I。调整好电流后，打开开关K3 ，准备测量，测量操作是迅速把K2由1投向2侧，互感器中初级电流由I变为-I。上一页下一页返

10、 回l 在互感线圈中：在互感线圈中： IMdtdiMdtd2又因 mC 所以IMCm2上一页下一页返 回l 开关投向位置开关投向位置2 2 时：时：l 阻尼因数：阻尼因数：l 感应电势和电路参数有如下关系：感应电势和电路参数有如下关系： 其中其中l 磁通表的运动方程为：磁通表的运动方程为：nhgRRRRnhgRRRR)2/(0JWPdtdiLiRedtdNdtdiRLReiidtdPdtdJ0022上一页下一页返 回dtdiRLRei21 ttdtdtdiLdtdNRdtdtdiLeRdtdtdPdtdtdJtttttttt)()(2121212100022上一页下一页返 回l把初始条件代入积

11、分式得：把初始条件代入积分式得： )dt/d(Ne21212121000ttttttttitRNRPdtdJ)()(120120NRPNCNRP100上一页下一页返 回l 被测的磁通被测的磁通 值为：值为：l 被测磁场的磁感应强度为：被测磁场的磁感应强度为： l 被测磁场的磁场强度为：被测磁场的磁场强度为：00/RPCCN1CNSSB10BH 上一页下一页返 回图5.2.4 用磁通表测量磁通的示意图 值由仪表给出，不需要测量，其值与回路电阻有关，因此，磁通表对回路的电阻值有要求，要求测量线圈的内阻不大于8欧姆，这就限制了测量线圈的匝数和线径。C上一页下一页返 回 原理：是利用高磁导率的铁心在交

12、流励磁下调制铁心中的直流磁场分量，并将直流磁场转变为交流电压输出而进行测量的仪器。 特点：灵敏度高、简单、可靠，体积可以做的很小。磁通门磁强计由探头和测量线路两部分组成。上一页下一页返 回l 磁通门磁强计的探头结构：磁通门磁强计的探头结构： 图5.2.5 磁通门磁强计的探头结构 探头实际上是磁传感器，由高磁导率、低矫顽力的软磁材料制成，其上绕有励磁线圈N1和测量线圈N2。 N1中流有三角波恒流源励磁电流i1，电流i1足够大，使铁心充分饱和。上一页下一页返 回l 如图如图5.2.65.2.6（a a），设铁心有折线型磁特性，铁心中的直流），设铁心有折线型磁特性，铁心中的直流磁场磁场H H0 0=

13、0.=0.l 在图在图(b)(b)中三角波励磁磁场中三角波励磁磁场H H作用下，铁心中磁感应强度是作用下，铁心中磁感应强度是对称的梯形波（如图对称的梯形波（如图c c），对称的梯形波上升沿或下降沿在），对称的梯形波上升沿或下降沿在测量线圈中感应电动势测量线圈中感应电动势e es s是对称的方波（如图是对称的方波（如图d d），图中），图中T T1 1=T=T2 2，进行谐波分析只有奇次谐波，没有偶次谐波。，进行谐波分析只有奇次谐波，没有偶次谐波。l 如把探头放入待测的直流磁场如把探头放入待测的直流磁场H H0 0中，铁心中除有交流磁场中，铁心中除有交流磁场外，还有直流磁场外，还有直流磁场H H

14、0 0，合成励磁磁场为，合成励磁磁场为H(H(如图如图b b）。）。l 在交流磁场与直流磁场相同的半周内，铁心提前进入饱和在交流磁场与直流磁场相同的半周内，铁心提前进入饱和区，滞后退出饱和区；在交流磁场与直流磁场相反的半周区，滞后退出饱和区；在交流磁场与直流磁场相反的半周内，铁心滞后进入饱和区，提前退出饱和区；铁心中磁感内，铁心滞后进入饱和区，提前退出饱和区；铁心中磁感应强度应强度BB是不对称的梯形波（如图是不对称的梯形波（如图e e）。在测量线圈中的）。在测量线圈中的感应电动势也是不对称的方波（如图感应电动势也是不对称的方波（如图f)f)，则，则T T1 1TTT2 2 。进行谐波分析既有奇

15、次。进行谐波分析既有奇次谐波，也有偶次谐波。偶次谐波的大小和相位分别反映谐波，也有偶次谐波。偶次谐波的大小和相位分别反映了直流磁场的幅值和方向，测量出测量线圈中的偶次谐了直流磁场的幅值和方向，测量出测量线圈中的偶次谐波的大小和相位，即可测得直流磁场的大小和方向。波的大小和相位，即可测得直流磁场的大小和方向。上一页下一页返 回图5.2.6 磁通门磁强计探头的工作原理图上一页下一页返 回图5.2.7 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 次级感应电势图5.2.5探头测量线圈中感应电动势既有奇次谐波，也有偶次谐波，基波幅值远大于二次谐波幅值，从较大

16、的基波中检测出二次谐波困难，单铁心探头使用价值不大。实用的是图5.2.7双铁心结构的探头。上一页下一页返 回l 铁心上绕有励磁线圈铁心上绕有励磁线圈2 2，通以一定波形的交流电流，通以一定波形的交流电流i i，产，产生交变磁场使铁心反复磁化到饱和。生交变磁场使铁心反复磁化到饱和。l 在铁心的外部绕有检测线圈在铁心的外部绕有检测线圈3 3，传感器没有直流绕组，铁，传感器没有直流绕组，铁心中的直流磁通正是由待测磁场沿传感器的轴向分量所心中的直流磁通正是由待测磁场沿传感器的轴向分量所产生的。产生的。l 由于铁心和绕组对于轴线是对称的，并且励磁绕组的绕由于铁心和绕组对于轴线是对称的，并且励磁绕组的绕向

17、使交流励磁磁场在铁心两部分中产生的磁通大小相等，向使交流励磁磁场在铁心两部分中产生的磁通大小相等，方向相反。方向相反。l 当轴向直流磁场当轴向直流磁场H H0 0=0=0时，两部分的磁通在任何时刻都合时，两部分的磁通在任何时刻都合成为零。成为零。l 当当H H0 000时，上述磁通含有偶次谐波分量。任一时刻，交时，上述磁通含有偶次谐波分量。任一时刻，交流励磁磁场和待测磁场在两部分的铁心中，一为同向，流励磁磁场和待测磁场在两部分的铁心中，一为同向，一为反向，故两部分的磁通的偶次谐波是叠加的，在检一为反向，故两部分的磁通的偶次谐波是叠加的，在检测线圈的两端有相应的感应电动势输出。测线圈的两端有相应

18、的感应电动势输出。上一页下一页返 回图5.2.8 磁通门磁强计原理电路方框图励磁电流为一频率和幅值较为稳定的振荡器，振荡频率为f0，所含的二次谐波分量很小，励磁电源经励磁绕组将铁心反复磁化至饱和当沿传感器轴向的待测磁场H0不为零，检测绕组就有偶次谐波电压输出，经滤波网络送选频放大器。在测量线路中加入低通滤波器，是为了消除噪声和防止谐振。选频放大器仅对频率为2f0的信号有放大作用，放大后的输出电压送相敏检波器。上一页下一页返 回 根据相敏检波器输出电压的极性可以鉴别待测磁场的方向。 相敏检波器输出为直流电压，经放大后送测量仪和记录仪，输出的大小正比于磁场H0。 地磁场补偿电路是一个可调的恒流源，

19、它的电流流经补偿绕组在铁心中产生直流磁通，抵消地磁在待测磁场方向上的分量。上一页下一页返 回l 用霍尔效应测量磁场：用霍尔效应测量磁场：图5.2.9 用霍尔效应测量磁场l霍尔效应：是指运动着的电荷在磁场中受力的一种效应。上一页下一页返 回l半导体内载流子的速度半导体内载流子的速度v为为:l载流子在磁场内所受的电磁力为载流子在磁场内所受的电磁力为:l电场力为：电场力为：l呈现出电压：呈现出电压： NqabIv BqvF EqBqv NqbBEaUH上一页下一页返 回l 在实际应用中，为了使在实际应用中，为了使B B与与U UH H间有线性关系，电流间有线性关系，电流I I由恒由恒流源供电。流源供

20、电。l 由于由于U UH H较小，需经放大后测量，为了放大方便，希望较小，需经放大后测量，为了放大方便，希望U UH H为交流。为交流。l 测量直流磁场时，用交流电流供电，这时霍尔电动势为测量直流磁场时，用交流电流供电，这时霍尔电动势为交流。交流。l 测量交流磁场时，用直流恒流，这时霍尔电动势为交流。测量交流磁场时，用直流恒流，这时霍尔电动势为交流。上一页下一页返 回图5.2.10 CT3型特斯拉计原理框图是用霍尔效应测量磁感应强度的仪器；测量直流磁场由振荡器产生的交流信号经功率放大器提供电流；测量交流磁场，电流由直流电池组提供，用开关S切换。上一页下一页返 回l 核磁共振：核磁共振： 在电磁

21、波的作用下，原子核在外磁场中的磁能级在电磁波的作用下，原子核在外磁场中的磁能级之间的共振跃进现象称为：核磁共振之间的共振跃进现象称为：核磁共振”。l 特点：特点：（1）测量范围约为）测量范围约为1 2T （2）准确度：可达）准确度：可达 （3）只能在均匀磁场中使用。）只能在均匀磁场中使用。510210上一页下一页返 回l5.3.1 软磁材料静态特性的测量l5.3.2软磁材料动态特性的测量软磁材料动态特性的测量l5.3.3 软磁材料损耗的测量磁性材料的性能主要表现在它的磁化曲线和磁滞回线上。测量磁性材料的性能主要通过测量磁化曲线和磁滞回线取得。测量磁滞回线需注意2个问题： （1）材料的磁性能与工

22、作条件有关，测量磁性能应使材 料工作在实际的条件下进行测定； （2）磁材料需要取出样品测量，要求样品内有一个均匀磁场。上一页下一页返 回l1. 磁性材料样品磁性材料样品常用的样品有闭合磁路样品和棒状开路样品常用的样品有闭合磁路样品和棒状开路样品l2. 用冲击法测量环状样品的磁特性用冲击法测量环状样品的磁特性(1)测量前的准备工作测量前的准备工作(2)测量基本磁化曲线测量基本磁化曲线(3)测量磁滞回线测量磁滞回线 上一页下一页返 回样品中的磁势为： INHLF闭合磁路样品有方形和圆形两种，以闭合磁路样品有方形和圆形两种，以环形样品漏磁较少而应用较多。环形样品漏磁较少而应用较多。图5.3.1 环形

23、闭合磁样品磁场强度H： 2 rINHN为绕有励磁线圈的匝数，L为样品的磁路长度，r表示磁路周长的平均半径。上一页下一页返 回81内外内外RRRR图5.3.2 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磁路不闭棒状开路样品磁路不闭合，为了测定样品内磁场，合，为了测定样品内磁场，应对其磁化，应用磁导计应对其磁化，应用磁导计能够将样品在铁磁材料构能够将样品在铁磁材料构成的闭合磁路中磁化，构成的闭合磁路中磁化，构成闭合回路的好处是提高成闭合回路的好处是提高了样品磁化的均匀度。了样品磁化的均匀度。一种常用的结构。 上一页下一页返 回l 测量的原理电路测量的原理

24、电路: 图5.3.3 冲击法测量环状样品直流特性的电路l原理：原理：2 rINH上一页下一页返 回N1是均匀绕在样品上的励磁线圈，通过开关是均匀绕在样品上的励磁线圈，通过开关K2和和K由由电源电源E供电；供电；R1，R2可调节供电回路中电流，并由电流表可调节供电回路中电流，并由电流表A读出；读出；测量基本磁化曲线时，不用电阻测量基本磁化曲线时，不用电阻R1，K1闭合，仅在测闭合，仅在测量磁滞回线时使用；量磁滞回线时使用；N2是测量线圈，是测量线圈，G是冲击检流计，是冲击检流计，R3与与R4用来调节检用来调节检流计外电路电阻，以便检流计工作在最佳运动状态，流计外电路电阻，以便检流计工作在最佳运动

25、状态，以及得到适当的灵敏度；以及得到适当的灵敏度；电阻电阻Rh与线圈与线圈N2的内阻的内阻Rh相等，在测量检流计的冲相等，在测量检流计的冲击常数时，用击常数时，用Rh代替代替Rh；M是标准互感器，其初级用开关与是标准互感器，其初级用开关与S2与电源与电源E接通，接通，次级接在样品的测量回路里。次级接在样品的测量回路里。上一页下一页返 回l 测量应该在样品中的磁场强度测量应该在样品中的磁场强度H=0H=0的情况下开始，一般情的情况下开始，一般情况下，初始状态况下，初始状态H0H0，所以测量前必须给样品退磁；，所以测量前必须给样品退磁；l 退磁的方法有交流和直流两种；退磁的方法有交流和直流两种；l

26、 直流退磁时，先把开关直流退磁时，先把开关K K1 1、K K3 3短路，短路，K K4 4任意，任意，K K2 2投向投向2 2侧，侧，K K任意（如接向任意（如接向1 1侧）；侧）；l 直流去磁：调节电阻直流去磁：调节电阻R R2 2，把回路中的电流，把回路中的电流I I调到等于磁性调到等于磁性材料充分饱和时的电流材料充分饱和时的电流I Im m；逐渐缓慢地增大电阻；逐渐缓慢地增大电阻R R2 2，使，使磁化电流逐渐地减小，与此同时，不断地用开关磁化电流逐渐地减小，与此同时，不断地用开关K K给电流给电流换向，电流减小到最小值时断开开关换向，电流减小到最小值时断开开关K K，使样品励磁线圈

27、，使样品励磁线圈中的电流为零；完成去磁操作。中的电流为零；完成去磁操作。上一页下一页返 回l 交流去磁：把图中直流电源交流去磁：把图中直流电源E E换成交流换成交流50Hz50Hz的电源，去磁的电源，去磁的办法是渐渐增大的办法是渐渐增大R R2 2，把励磁电流减小到零。与直流不，把励磁电流减小到零。与直流不同的是，同的是，K K可以放任意位置，在去磁过程中不需改变它的可以放任意位置，在去磁过程中不需改变它的位置。交流去磁操作不要太快，需位置。交流去磁操作不要太快，需2-32-3分钟。分钟。l 去磁后的样品不能立刻测量，需要稳定一段时间。去磁后的样品不能立刻测量，需要稳定一段时间。l 测量前另一

28、项准备工作是测定冲击检流计在该具体电流测量前另一项准备工作是测定冲击检流计在该具体电流中的磁通冲击常数。中的磁通冲击常数。 去磁后把开关去磁后把开关K K2 2投向投向1 1侧，侧，K K任意，设在任意，设在1 1侧；侧；K K1 1、K K3 3短路，短路，K K4 4投投向向2 2侧，调节电阻侧，调节电阻R R2 2，得到某一电流，得到某一电流I I值，由电流表得出此数值。值，由电流表得出此数值。上一页下一页返 回l 初级线圈中的电流变化值为初级线圈中的电流变化值为:l 次级线圈中磁通的变化量次级线圈中磁通的变化量: R为回路的总电阻，为回路的总电阻，Cq为冲击检流计的电量冲击常数。为冲击

29、检流计的电量冲击常数。l 冲击检流计的磁通冲击常数等于冲击检流计的磁通冲击常数等于: 注意：读出检流计最大偏转角后，开关注意：读出检流计最大偏转角后，开关S3立刻短路；测立刻短路；测量好磁通冲击常数后，回路的总电阻不允许再变。量好磁通冲击常数后，回路的总电阻不允许再变。I2I1 mqRCIM12mmqIMIMRCC21上一页下一页返 回l 基本磁化曲线基本磁化曲线: 测量磁化曲线首先要测测量磁化曲线首先要测出磁滞回线顶点纵坐标出磁滞回线顶点纵坐标对应的磁感应强度对应的磁感应强度B值，值，其横坐标对应的磁场强其横坐标对应的磁场强度度H值用磁化电流值用磁化电流I计算计算得到。得到。图5.3.4 基

30、本磁化曲线测量示意图上一页下一页返 回l 测量从实验条件下所能测出的最小磁场测量从实验条件下所能测出的最小磁场H0开始，开始，先将先将K3、K1短路，短路，K4投向投向1侧，侧，K2投向投向2侧，侧，K任意（如任意（如1侧），调节电阻侧），调节电阻R2，使电流，使电流I=I0，对，对应样品中磁场强度应样品中磁场强度H0为：为：lNIH100上一页下一页返 回l 样品中的磁通变化量为样品中的磁通变化量为:l 样品中的磁感应强度为样品中的磁感应强度为: 由此可得到磁化曲线上的由此可得到磁化曲线上的A0点。同理，可以得到点。同理，可以得到A1、A2等点。等点。 20002NCSB2002SNCB上一

31、页下一页返 回l冲击法测量磁滞回线冲击法测量磁滞回线: 图5.3.5 冲击法测量磁滞回线实际中往往要求测量磁性材料的最大磁滞回线，测量方法是从Am点开始。在测量基本磁化曲线后开始测量磁滞回线最方便，不必退磁。磁滞回线的上升部分与下降部分相对原点是对称的，因此，只需要测出下降部分曲线，上升部分可以对称画出。上一页下一页返 回l 将将K K1 1、K K3 3短路，短路，K K2 2置于置于2 2侧，侧，K K4 4置于置于1 1侧，侧，K K置于置于1 1侧，调节侧，调节电阻电阻R R2 2，使电流，使电流I=II=Im m，此时，样品中的磁场强度，此时，样品中的磁场强度B=BB=Bm m,H=

32、H,H=Hm m, ,是曲线上的是曲线上的A A点；点；l 固定电阻固定电阻R R2 2，在测量磁滞回线过程中不再改变；，在测量磁滞回线过程中不再改变；l 断开断开K K1 1，调节电阻，调节电阻R R1 1，使电流由，使电流由I Im m下降到下降到I I1 1，此时，样品，此时，样品中磁场强度中磁场强度H=HH=H1 1，B=BB=B1 1，对应于，对应于A A1 1点；点；l 接通接通K K1 1，使样品的此状态又回到，使样品的此状态又回到A Am m点，连续变换开关进点，连续变换开关进行磁锻炼，使样品的最大磁滞回线处于稳定状态，开关行磁锻炼，使样品的最大磁滞回线处于稳定状态，开关最后停

33、在最后停在1 1处，至此，做好测量处，至此，做好测量A A1 1点的准备。点的准备。上一页下一页返 回l 样品中的磁通的变化数值等于：样品中的磁通的变化数值等于：l 磁感应强度下降到磁感应强度下降到B1： 1111)(NCSBBm121SNCBBm 断开开关S3，使冲击检流计接入线路，断开K1，此时励磁电流由I=Im下降到I=I1，记下最大偏转角a1，样品的磁状态由Am点下降到A1点。上一页下一页返 回l A2点对应的磁感应强度的值是点对应的磁感应强度的值是: 222SNCBBm读出a1后，闭合开关S3，把检流计保护起来。至此，完成A1点测量。A2点的测量实在A1点的基础上进行。此时，S1已断

34、开，I=I1，调节R1使电流I=I2，对应于图A2点。注意使电流均匀降到I2，不能增加，避免出现局部磁滞回环。把开关K由位置1变到位置2，样品中的励磁电流I=-I2，再闭合开关K1，励磁电流由-I2变为-Im，最后把开关K返回到位置1，样品中的磁状态由-Am返回到Am点，以免产生局部磁滞回线而影响测量的准确度。至此，完成A2点测量前的准备工作。测量时首先断开K3，检流计接入电路，再断开K1，使电流为I2，冲击检流计的最大偏转角为a2，记下a2值后立即闭合K3，完成A2点测量。上一页下一页返 回l A6点的磁感应强度的值为点的磁感应强度的值为:l A7点对应的值等于:626SNCBBm727SN

35、CBBm第一象限中A3、A4点测量方法同A2。第二、三象限的A6A8点测量方法与第一象限不同。A6点的测量可以在A4点测量的基础上进行。开关K1处于打开状态，I=I4，把开关K由位置1接到位置2，闭合K1，再返回到位置1，此时样品的磁状态已按箭头的方向返回到Am点，完成A6点测量前的准备工作。测量A6点的操作，先打开K3，继而打开K1的同时把开关由位置1投到位置2，此时励磁线圈中电流由Im到I4再到-I4，对应A6点。记下a6，上一页下一页返 回l 剩磁剩磁BrBr可以在测磁滞回线过程中得到，矫顽力可以在测磁滞回线过程中得到，矫顽力HcHc可在可在测量测量A6A8A6A8点后作图得到。点后作图

36、得到。l 用基本磁化曲线可以推算出用基本磁化曲线可以推算出 曲线，求出初始曲线，求出初始磁导率和最大磁导率等参数。磁导率和最大磁导率等参数。BH上一页下一页返 回在交流下，磁性材料磁感应强度B和磁场强度H之间存在相位差，两者波形不同，如其中一个是正弦量，另一则是含有高次谐波的交流变量，其材料的交流磁导率是复数。磁性材料动态磁特性测量主要是软磁材料，测量主要任务是测量交流磁滞回线、交流磁化曲线和损耗，测量都是在感应法的基础上进行的。上一页下一页返 回l (1)(1)用示波器测量交流磁滞回线用示波器测量交流磁滞回线铁磁示波器的原理性电路铁磁示波器的原理性电路: 图5.3.6 铁磁示波器原理图N1是

37、励磁绕组，磁化电流在Rs上压降经放大器放大送到示波器x轴上；X方向的偏转正比于样品的磁场强度；N2绕组产生感应电动势e2,次级回路电流经积分器积分，积分电压Uc被示波器y轴放大后送示波器y轴偏转板。上一页下一页返 回l 如电阻如电阻R足够大，上式变为足够大，上式变为: l 次级回路电流次级回路电流: l 电容器电容器C两端的电压两端的电压:CUdtdiLRie222dtdBSNRie222dtdBRSNi22dBRCSNdtiCUC221BRCSNUC2可见，示波器Y轴偏转电压正比B,可以观察动态磁滞回线。上一页下一页返 回l 磁场强度磁场强度Hm的幅值为的幅值为:l 次级回路中的感应电势的值

38、为次级回路中的感应电势的值为: RUlNIlNHmmm1111dtdBSNe22动态磁化曲线的测量方法有：伏安法、互感法、电阻法、自动测试记录等方法。以电阻法为例：若电阻R值较小，它的存在不会影响i的峰值电流，用峰值电压表测出R两端电压U1m图5-3-7 用电阻法测量B-H曲线的原理电路图上一页下一页返 回l 对正弦波而言，上式积分得：对正弦波而言，上式积分得：l 感应电势的平均值为：感应电势的平均值为：l 等式右边为：等式右边为：dtdtdBSNTdteTTT020211mmBBTSdBNTdteT220222dteTeT20222mBBSBfNSdBNTmm2242上一页下一页返 回l因此，因此，mSBfNe224SfNeBm224上一页下一页返 回l 铁损是指在交流条件下，软磁材料每磁化一周所消耗能铁损是指在交流条件下，软磁材料每磁化一周所消耗能量的大小与磁化频率量的大小与磁化频率f的乘积。的乘积。l 单位重量损耗称为单位重量损耗称为“比铁损比铁损”；l 铁损按其机理分为：磁滞、涡流和后效损耗铁损按其机理分为：磁滞、涡流和后效损耗3大部分，对大部分，对于金属软磁材料主要是前者，对于铁氧体软磁材料，主于