弱磁材料相对磁导率和电工纯铁矫顽力的测量方法及装置制造方法及图纸

弱磁材料相对磁导率和电工纯铁矫顽力的测量方法及装置，涉及弱磁材料性能测量方法和设备。所述装置包括：测量部分；电源部分；和测量数据采集部分。使用上述装置的磁导率测量方法包括：调节光路，进行空气磁导率补偿，放入试样稳磁，开始测量，读取最大偏转距离，计算相对磁导率。使用上述装置的矫顽力测量方法包括：调节光路，将试样磁化到饱和，退磁，电流换向，缓慢调节电流，当剩余磁感应强度抵消为零时，记录此时的电流值，计算矫顽力。本发明专利技术可测量相对磁导率在１．００１０～１．５０００之间的弱磁材料，矫顽力在０～１２０Ａ／ｍ之间的电工纯铁，测量精度显著提高，实现了该装置的多功能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及弱磁材料性能测量方法和设备，更具体地涉及相对磁导率在1.0010 1. 5000之间的弱磁材料相对磁导率和矫顽力在0 120A/m之间的电工纯铁矫顽力的测量方 法和设备。技术背景已知空气的相对磁导率为1，由于弱磁材料的相对磁导率接近l，因此在一般工业测量 环境下，由于空气的存在，很难准确地直接测量弱磁材料的相对磁导率，需要对空气进行 补偿后再进行测量。传统的弱磁材料相对磁导率测量通常采用空气补偿冲击法。冲击法是指用冲击检流计 测量磁场的方法，它利用的是法拉第电磁感应的原理。下面参照图l，以冲击检流计为例 来说明冲击法。图1中动圈3悬挂在悬丝1下方，反射小镜2与动圈3连接，动圈3位于 磁极4之间。测量时，测量线圈与冲击检流计串接，当测量线圈中的电流反向时，由于磁 场反向引起的试样中磁感应强度的变化会引起测量线圈中磁通量的变化，而磁通量的变化 会使冲击检流计偏转，且冲击检流计的偏转角与磁通量的变化成比例，艮口 A4>=KBa 公式l-l △々——磁通量的变化量，单位Wb KB——冲击常数 a——偏转角公式卜1中KB为冲击常数。冲击常数只与测量回路中的电阻和冲击检流计的光程有关， 即只要测量回路中的电阻变化，或冲击检流计的光程变化(冲击检流计的工作原理将在数 据采集部分介绍)，冲击常数必须重新测量。检流计刻度盘上的刻度分格是均匀的，零点标在度盘中心。动圈左右偏转，都可读数。 公式中的a即图l中光点6的最大偏转距离对应的偏转角，通常，对于相对磁导率较高的 材料，与a对应的最大偏转距离可通过肉眼直接读出，但是实际应用中，随着弱磁材料的 不断开发，相对磁导率较小的弱磁材料得到了广泛的应用，对于相对磁导率较小的弱磁材 料的测量，使用上述方法则由于最大偏转距离太小，肉眼无法读出而不能准确测量。现有技术中，通常引入积分器来进行测量，其基本原理是在被测的磁场中借助测量线 圈感生出感应电动势，再把感应电动势积分，推算出被测样品的磁特性。但是由于该测量 的特点是得到的信号非常微弱，只有10—7 10—8C，因此，由于零点漂移，积分器也很难准 确测量弱磁材料的相对磁导率。因此需要提供精度更高、更准确的测量相对磁导率较小的弱磁材料相对磁导率的方法和设备。同理，矫顽力是指从试样的稳定饱和磁化状态，沿饱和磁滞回线单调地改变磁场，使 磁化强度沿饱和磁滞回线减小到零时的磁场强度，用Hc表示，单位为A/m。磁性材料矫顽 力的测量通常根据国标GB 3656-83设计，采用抛移线圈冲击法测量矫顽力。进行矫顽力测 量时，首先将螺线管通入大的直流电流，将试样磁化到饱和，然后将电流缓慢下降至零， 将试样退磁。在电流降为零后将电流换向，然后缓慢调节电流，直到将试样中的剩余磁感 应强度抵消为零，此时电流对应的磁场强度即为试样内禀矫顽力的大小。矫顽力的计算公式如下Hc=KI 公式l-2Hc——矫顽力，单位A/m， K为螺线管常数，单位m—、对于弱磁材料，例如电工纯铁，采用冲击法测量时，同样需要观察最大偏转距离为零 时的电流值，由于矫顽力值较小，因此电流换向后，抛移线圈时，最大偏转距离也很小， 肉眼很难读出何时最大偏转距离为零，因此也不能准确测量。采用积分器测量时，也同样存在零点漂移的影响，不能准确测量。 因此需要提供精度更高、更准确的测量相对弱磁材料(电工纯铁)矫顽力的方法和设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种弱磁材料相对磁导率和电工纯铁矫顽力的测量装置，其特征在于包括测量部分，包括第一螺线管7，第二螺线管8，空气补偿线圈IO，附加空气补偿线圈 11，磁导率测量线圈9和矫顽力测量线圈12;电源部分，包括直流电源，用于给所述螺线管供电；测量数据采集部分，包括冲击检流计13，标准互感线圈16和阻尼开关14;所述第一螺线管和第二螺线管与所述直流电源串接，构成第一回路，用于为弱磁材料 相对磁导率的测量提供磁场，将所述第一螺线管和第二螺线管中的任一螺线管与所述直流 电源串联正接或反接，构成第二回路或第三回路，用于为电工纯铁矫顽力的测量提供磁场， 或用于为电工纯铁矫顽力的测量提供反向磁化饱和磁场；所述磁导率测量线圈9与所述冲击检流计13、标准互感线圈16、阻尼开关14、所述空气补偿线圈IO和附加空气补偿线圈11串接构成第四回路，用于测量弱磁材料相对磁导 率；所述矫顽力测量线圈12与所述冲击检流计13、标准互感线圈16和阻尼开关14串接， 构成第五回路，用于测量电工纯铁矫顽力；其中，所述测量数据采集部分还包括光源，至少一个反光镜18，和光尺19。使用如上所述的设备测量弱磁材料相对磁导率的方法，包括以下步骤1) 调节光路，使光标的偏转距离落在光尺19上；2) 将所述空气补偿线圈IO和附加空气补偿线圈11放入所述第一螺线管和第二螺线管 中任一螺线管提供的磁场中，将所述磁导率测量线圈9放入另一个螺线管所提供的磁场中；3) 使冲击检流计处于阻尼状态，分别接通所述第一回路和所述第四回路；4) 进行空气磁通补偿，直到输入至少5A的电流后，所述直流电源15换向时光标仍不 偏转；5) 使冲击检流计处于阻尼状态，将所述磁导率测量线圈9取出，放入试样，然后再放回；6) 通过直流电源将电流调节到测量电流值，进行稳磁，然后使冲击检流计处于接通状 态，开始测量，再进行电源换向，从光尺上读取最大偏转距离，计算得出弱磁材料的相对 磁导率。使用如上所述的设备进行电工纯铁矫顽力的测试方法，包括以下步骤1) 调节光路，使光标的最大偏转距离落在光尺19上；2) 使冲击检流计处于阻尼状态，将试样放入所述矫顽力测量线圈12，然后将所述矫顽 力测量线圈12放入所述第二或第三回路中的螺线管中；3) 接通所述第三回路和第五回路，将所述直流电源的电流调节到至少5A，然后将电流 缓慢下降至零；4) 断开所述第三回路，接通所述第二回路，缓慢调节电流，直到将试样中的剩余磁感 应强度抵消为零，记录此时的电流值，计算出矫顽力。本专利技术的另 一个目的是提供一种弱磁材料相对磁导率和电工纯铁矫顽力的测量装置，包括测量部分，包括第一螺线管7，第二螺线管8，空气补偿线圈IO，附加空气补偿线圈11，磁导率测量线圈9和矫顽力测量线圈12; 电源部分，包括电源控制箱和直流电源15; 计算机控制部分，包括数据采集卡和测量系统；测量数据采集部分，包括冲击检流计，标准互感线圈16和阻尼开关14;所述第一螺线管和第二螺线管与所述直流电源串接，构成第一回路，用于为弱磁材料 相对磁导率的测量提供磁场，将所述第一螺线管和第二螺线管中的任一螺线管与所述直流电源串联正接或反接，构成第二回路或第三回路，用于为电工纯铁矫顽力的测量提供磁场， 或用于为电工纯铁矫顽力的测量提供反向磁化饱和磁场；所述磁导率测量线圈9与所述冲击检流计13、标准互感线圈16、阻尼开关14、所述 空气补偿线圈IO和附加空气补偿线圈11串接构成第四回路，用于测量弱磁材料相对磁导率；所述矫顽力测量线圈12与所述冲击检流计13、标准互感线圈16和阻尼开关14串接， 构成第五回路，用于测量电工纯铁矫顽力；其中，所述测量数据采集部分还包括光源，线性CCD和至少一个反射镜，所述光源发 出的光线经所述反射镜反射在所述CCD的芯片上，所述CCD与计算机通讯。使用如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱磁材料相对磁导率和电工纯铁矫顽力的测量装置，其特征在于：该装置包括：　ａ．测量部分，所述测量部分包括第一螺线管（７），第二螺线管（８），空气补偿线圈（１０），附加空气补偿线圈（１１），磁导率测量线圈（９）和矫顽力测量线圈（１２）；　ｂ．电源部分，所述电源部包括直流电源，用于给所述螺线管供电；　ｃ．测量数据采集部分，所述测量数据采集部分包括冲击检流计（１３），标准互感线圈（１６）和阻尼开关（１４）；　所述第一螺线管和第二螺线管与所述直流电源串接，构成第一回路，用于为弱磁材料相对磁导率的测量提供磁场；将所述第一螺线管和第二螺线管中的任一螺线管与所述直流电源串联正接或反接，构成第二回路或第三回路，用于为电工纯铁矫顽力的测量提供磁场，或用于为电工纯铁矫顽力的测量提供反向磁化饱和磁场；所述磁导率测量线圈（９）与所述冲击检流计（１３）、标准互感线圈（１６）、阻尼开关（１４）、空气补偿线圈（１０）和附加空气补偿线圈（１１）串接构成第四回路，用于测量弱磁材料相对磁导率；　所述矫顽力测量线圈（１２）与所述冲击检流计（１３）、标准互感线圈（１６）和阻尼开关（１４）串接，构成第五回路，用于测量电工纯铁矫顽力；　其中，所述测量数据采集部分还包括光源，至少一个反光镜（１８）和光尺（１９）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方岱宁，饶国光，
申请(专利权)人：清华大学，北京赛迪机电新技术开发公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]