磁性测量0512.ppt

* 3.6 磁性测量 磁性测量的任务主要包括以下三个方面： 一、对空间磁场和磁性材料磁性能的测量； 二、分析物质的磁结构、观察物质在磁场中的各种效应； 三、采用磁性测量原理测量其它物理量，即所谓“非磁性的磁测量法”，例如：磁性探伤、磁性诊断和磁性探矿等 。 3.6.1 空间磁场、磁通的测量 1 基于电磁感应原理的测量方法 1） 交变磁场测量方法 说明：若被测的磁场为直流磁场，可以用人为的方法改变穿过测量线圈的磁通 2） 恒定磁场测量方法 磁通表又称“韦伯计”，它是一种特殊结构的磁电系检流计。 它的主要特点是没有产生反作用力矩的“吊丝” ，即：反作用力矩系数W = 0， 磁通表的阻尼因数 p＝∞，是严重的过阻尼，磁通表的指针能随意平衡，不返回零位。 磁通表测量法 2 用磁通门磁强计测量磁场 磁通门磁强计的主要特点是：灵敏度高、结构简单、运行可靠，体积很小。测量磁场的范围是：± 0.08 ~ 180 A/m，分辨率为：(1~2) × 10-5 A/m。磁感应强度的测量上限为：0.01 T，分辨可达：10-18~10-19 T。 磁通门磁强计探头结构 磁通门磁强计探头的工作原理图 磁通门磁强计原理电路方框图 3 用霍尔效应测量磁场 CT2型特斯拉计原理框图 霍尔效应测量磁场的特点：1. 可以连续读取被测磁感应的数值；2. 无触点，无可动元件，机械性能好，使用寿命长；3. 霍尔变换器可以做的很薄，能在很小的空间体积内和小气隙中测量磁场。 3.6.2 磁性材料交流磁特性的测量方法 1 磁性材料样品 环形闭合磁样品 1、6－磁线圈；2、5－磁轭；3－磁感应B测量线圈；4－样品；7一样品表面线圈 磁性材料交流磁特性的测量任务是：1）测量交流磁滞回线；2）交流磁化曲线及损耗。 2 用示波器测量交流磁滞回线 可以测量磁滞回线的示波器称“铁磁示波器”。用铁磁示波器可以直接测量磁性材料的磁滞回线。根据示波器上磁滞回线的波形，还可以确定磁性材料的有关参数，测量的不确定度约为±(7~10)%。 铁磁示波器原理图 3 动态磁化曲线的测量方法 动态磁化曲线的测量方法有：伏安法；互感器法；电阻法；自动测试记录法。这里仅介绍常用的电阻法，其原理电路如图： 用电阻法测量B—H曲线的原理电路图 4 用瓦特表法测量铁损 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f 的乘积。单位质量的损耗称为“比铁损”。 铁损包括三大部分：涡流、磁滞和后效损耗。对于金属软磁材料来说主要是前两者，对铁氧体软磁材料主要是后两者。 铁损的测量方法主要是瓦特表法，也称“爱泼斯坦方圈”法，这是全世界各国用来测量铁损的标准方法。 考虑各向不同性的因素，剪裁时有1/2的试样顺着硅钢片的轧制方向，另l/2试样垂直于轧制方向裁取。方圈分大方圈和小方圈两种，大方圈样品的总重量是 10 Kg，小方圈样品的总重量是1Kg。 爱泼斯坦方图测量铁损的电路图 方圈的等效电路图 原边输入瞬时功率： 功率表瞬时功率： 原边铜损 付边损耗 铁损 付边铜损 功率表和电压表损耗 铁损瞬时值为： 一个周期内的平均铁损为： 当r2R，且N1=N2时： 铁损 功率表读数 电压表读数 电压表和功率表内阻的并联 方圈框架截面图 带有补偿线圈的爱泼斯坦方圈接线图 l—线圈N2 ；2—框架； 3—铁心； 4—绝缘层 比铁损为： 样品的有效质量 样品实际质量 样品实际长度 方圈有效长度