软磁材料剩磁检测磁场加多大.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划软磁材料剩磁检测磁场加多大　　软磁磁性能测量之直流特性　　1、软磁磁性能测量概述　　软磁材料　　通常我们都以励磁饱和以后Hc小于1000A/m的材料称为软磁材料，其具有低矫顽力和高磁导率，易于磁化，也易于退磁，在磁性上表现出“软”的特征　　软磁材料是由铁、钴、镍三种铁磁性元素组成，主要分为硅铁电工钢、镍基和钴基合金、非晶和纳米合金、软铁四大类　　软磁磁性能特点　　软磁材料的基本特征是易磁化和退磁，反映在磁滞回线和磁化曲线上的特征为磁导率μ高，矫顽力Hc小，高饱和磁感应强度和低的磁滞损耗因此软磁材料广泛应用于各种电机、变压器、继电器、磁放大器、电磁铁极头及各种测量仪器中的传感器等可见软磁材料主要应用于交流励磁的场合，但软磁材料还大量应用在作为产生直流磁通的场合，因此测量软磁磁性能的直流磁特性是评价低频场下材料性能的关键指标　　软磁磁性能测量内容由上述特点可知，软磁磁性能测量分软磁直流磁性能测量和软磁交流磁性能测量两种方式本文主要介绍软磁磁性能之直流测量方法，即指在静态条件下，依据GB/T13012-XX《软磁材料直流磁性能的测量方法》测量：饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力Hc、起始磁导率μi、最大磁导率μm等静态磁特性参数，并绘制基本磁化曲线和磁滞回线。

　　2、软磁磁性能直流特性测量　　软磁直流测量简介　　软磁磁性能之直流特性测量的试样分为闭磁路和开磁路样品，GB/T13012-XX《软磁材料直流磁性能的测量方法》分别对这二类样品描述了测量方法：　　a)环样法——闭路样品测量　　环样法适用于测量片材叠装的环样，或整体实心的环样以及烧结环样，且磁场强度在10KA/m以下闭路样品测量；环样自身可形成闭合磁路，且形状规则，磁路长度L可较精确计算，励磁线圈N1和次级线圈N2绕组，如下图：　　b)磁导计法——开路样品测量磁导计法用于磁场强度范围在KA/m之间的开路样品测量　　磁导计分A类磁导计和B类磁导计，A类磁导计磁化线圈N1绕于磁导计骨架上，测量试样最小长度250mm，B类磁导计磁化线圈N1绕于磁导计磁轭上，测量试样最小长度100mm，最主要区别在于产生磁场强度大小不同因条形、棒状、片状试样无　　法自身形成闭合磁路，需将试样夹在磁导计两块磁轭之间，形成闭合磁路　　软磁磁性能直流测量原理　　软磁磁性能直流特性，主要测量磁场强度H和磁通密度B，且B=u0H+J，可绘制出基本B-H或B-J磁化曲线和磁滞回线，从而计算出饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力Hc、起始磁导率μi、最大磁导率μm等静态磁特性参数。

　　a)磁场强度H测量　　励磁电源对磁化线圈N1进行励磁，产生磁场强度H，可由安培环路定律计算得到环样法可根据安培环路定理直接计算H，磁导计法需在试样上外接H线圈测量　　b)　　磁通密度B测量　　通过磁通积分器与次级绕组N2连接，读取磁通积分器示值，并计算得出磁通密度的变化值环样测量方法如下图，磁导计法需外接B线圈测量，测量原理与环样法类似　　软磁磁性能直流测量步骤　　方法》，步骤如下：　　a)试样退磁，从磁场强度不小于5KA/m开始，反复换向，并逐渐降低退磁场；b)校准测量磁场强度H和磁通密度B或磁极化强度J的磁通积分器；软磁磁性能直流特性测量，依据GB/T13012-XX《软磁材料直流磁性能的测量　　c)调节稳定输出直流源大小，从零开始增大磁化电流，直至产生最大磁场强度的电流值，绘制出正常的B-H或B-J磁化曲线；　　d)慢慢减小电流至零，变向，再增大至其最大负值，回调至零，再变相并增大至最大值，绘制去完整的B-H或B-J磁滞回线　　e)通过软件X-Y记录及分析，绘制完整的B-H或B-J磁化曲线和磁滞回线，并得到饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力Hc、起始磁导率μi、最大磁导率μm等静态磁特性参数。

　　软磁磁性能测量结果　　3、典型软磁磁性能直流测量装置　　软磁磁性能直流测量数据的重复性、一致性、可比性和准确度，以及磁参量溯源至电学基本量的能力，是评估软磁磁性能直流测量设备优劣的关键指标　　经对国内生产制造商综合能力对比，长沙天恒测控技术有限公司各方面表现突出，且软磁磁性能直流测量系列产品完善特别是TD8220软磁直流测试系统，不仅克服了继电器电流调节的弊端，实现了宽范围电流连续稳定调节，还内置了长沙天恒测控专用的校准程序，并对磁参量直接溯源至电学基本量，国内仅长沙天恒测控一家　　软磁磁性能测量示意图　　实验十三软磁材料软磁参数的测定　　实验名称:软磁材料软磁参数的测定　　实验项目性质:普通实验　　所涉及课程:电子材料　　计划学时:2学时　　一、实验目的　　1.加深对软磁材料磁性能参数的理解；　　2.了解MATS磁性材料自动测试系统的测试原理；　　3.掌握软磁材料磁性能参数的测试方法　　二、实验内容　　1．实验老师介绍使用MATS-XXSD软磁交流测量装置；　　2．准备测试样品；　　3.测试软磁材料的磁性能参数　　三、实验仪器设备和材料清单　　MATS-XXSA软磁交流测量装置，软磁材料，漆包铜线，千分尺四、实验原理　　软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料，容易磁化和去磁。

广泛用于电工设备和电子设备中，如制造电机、变压器和电磁铁应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等　　图1为软磁材料的磁滞回线　　图1软磁材料的磁滞回线　　磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一常用符号μ表示，等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比反映给定的输入磁场产生磁通时的难易程度　　磁感应强度是描述磁场强弱和方向的基本物理量是矢量，常用符号B表示磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱　　矫顽力：使已被磁化后的铁磁体的磁感应强度降为零所必须施加的磁场强度在永磁材料的退磁曲线上，当反向磁场H增大到某一值Hc时，磁体的磁感应强度B为0，称该反向磁场H值为该材料的矫顽力H　　c矫顽力Hc表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力取决于材料的成分及缺陷　　五、实验步骤　　1.开机预热　　(1)打开MATS-XXSD软磁直流测量装置电源，预热10min　　(2)依次打开显示器、电脑主机电源，等待操作系统正常启动　　(3)运行SMTest软磁测量软件，进入主界面　　2.测试　　(1)将样品按磁路要求绕好线圈，并接入仪器的测试接口　　(2)在样品参数区选择测试样品的类型，如环形、E型和U型等。

　　(3)输入测试样品的尺寸、密度以及重量等参数　　(4)输入样品N1与N2匝数　　(5)在测试方式栏中选择交流测试　　(6)选择设定Bm和固定Bm　　(7)输入测试样品的频率点和测试Bm点　　(8)输入测试样品编号顺序、温度、样品材质、测试日期及测试人员等相关信息　　(9)单击测试或按键盘F9快捷键开始测量　　(10)打印输出测试结果　　3.关机　　(1)将样品从测试接口上拆除　　(2)关闭MATS-XXSD软磁直流测量装置电源　　(3)退出SMTest软磁测量软件　　(4)关闭操作系统后，电脑主机自动断电，然后关闭显示器　　六、实验报告要求　　1.实验目的；　　2.实验内容；　　3.实验设备，材料；　　4.实验原理；　　5.实验数据记录与处理；　　6.实验结果测试与分析；　　七、考核型式　　书面实验报告及实际操作相结合　　思考题　　1.软磁材料与硬磁材料磁性能的区别　　附：MATS-XXSA软磁交流测量装置简介　　1.MATS-XXSA软磁交流测量装置的主要功能　　自动测量软磁材料在动态条件下的磁滞回线准确测量振幅磁导率μa，损耗角δ、剩磁Br，矫顽力Hc等动态磁特性参数　　2.构成　　MATS-XXSA软磁交流测量装置方框图见图1。

程控信号源、功率放大器、电流电压采样与量程控制等全部集成在一台仪器中，使得不同功能模块之间的连线无需用户手工连接，大大提高了仪器的可靠性高速A/D转换通过一块安装在电脑中的PCI卡来完成，电脑主机与仪器之间通过三根电缆来连接：一根RS232接口线，二根高频信号连接线　　图1MATS-XXSA软磁交流测量装置方框图　　3.主要特点　　测试样品的种类：软磁铁氧体、坡莫合金、非晶和纳米晶　　测试样品的形状：环形、E型和U型　　测试样品具有闭合磁路的结构，直接在样品上绕线测量样品、磁化线圈、测　　量线圈共同组成一个空载变压器　　磁化线圈回路串接无感电阻，通过测量无感电阻上的压降来确定磁化电流，得到磁场　　强度　　通过对测量线圈的电压进行数字积分来得到磁感应强度，磁感峰值的锁定通过数字反　　馈来实现，磁感说定锁定精度为%　　功率源和采样放大器集成在一个机箱内，使得装置的接口非常简单：一个RS232接口　　与计算机连接，二路电压信号接到高速A/D卡　　根据测试要求的不同，可选择不同的功率源　　采用伏安法和数字积分测量动态磁滞回线，可准确测量μa，δ、Br，Pc和Hc等动态磁　　特性参数　　自动连续测量多达255个测试点，每个测试点的测试时间约12秒，多点测试时可选择　　固定频率或固定Bm。

　　软件功能强大，对测试人员的技术要求极低　　软磁材料静态磁特性的测定实验设计　　思源1203孙传昊　　一、实验任务　　首先要学习设计性实验的基本内容、基本的类型以及一般的程序，以此为基础掌握设计性实验的一般步骤设计测定软磁材料静态特性的实验，掌握冲击电流计的工作原理、结构及特性利用实验室所提供的器材测量冲击电流计的冲击常数，并利用冲击电流计来测量软磁材料的静态特性二、实验要求　　要求对冲击电流计的结构、工作原理有充足的认识，这是做好用冲击电流计测量软磁静态特性实验的基础，同时要知晓冲击电流计的冲积常数的测量方法，设计相应的实验电路来测量设计电路利用冲击电流计测量并绘制出软磁材料的静态磁特性曲线三、实验方案　　1、物理模型的比较与选择　　在各种电器的铁芯中软磁材料大多形成闭合磁路，所以采用闭合样品进行测量与实际应用场合符合最好，同时也可以消除退磁场带来的影响常见的闭合磁路的环状样品形状如图所示　　闭合环路样品　　在环路样品上绕N1匝初级线圈和N2匝次级线圈初级线圈里通过电流i1,在磁环中产生磁场，其场强：　　l　　H?　　N1i1N1　　?u1lR1l　　，　　是样品的平均长度，R1是与初级线圈串联的电阻，u1是R1两端的电压。

　　电路图如下：　　测量螺绕环的参考电路　　进行软磁的静态测量，电流由直流电源来提供　　样品被磁化后，进而在测量线圈中产生感应电动势设在测量线圈中产生的磁场垂直于匝数为N2，截面积为S的测量线圈的截面当励磁电流有一突然变化时，磁感应强度由B变为0，则，　　d?N2SdB　　?????N2　　dtRdt　　通过测量线圈的电流为　　N2SdB??i?RRdt　　通过线圈的电量为　　?　　N2S　　q??idt??　　RN2SB　　?BdB?R　　Rcbn　　得到B=若励磁电流由I变为-I，则磁感应强度由B变为-B此　　N2S　　时　　Rcbn　　B=　　2N2S　　总电阻冲积常数的测量:　　；　　其中cb为冲击电流计的冲积常数，n为电流计上光。