Въведение
Измерване на различни магнитни параметри, отразяващи магнитните свойства на меки магнитни материали. Това е едно от съдържанието на магнитното измерване. Меките магнитни материали обикновено се отнасят до магнитни материали с коерцитивност Hc≤1000A/m, главно нисковъглеродна стомана, силициева стоманена ламарина, желязо-никелова сплав и някои феритни материали. Различните магнитни свойства на меките магнитни материали определят техническите характеристики на магнитните устройства или устройства, направени от този материал. Следователно измерването на меки магнитни материали заема важно място в измерването на магнитни величини.
Меки магнитни материали
Има различни криви за характеризиране на магнитните свойства на меките магнитни материали, които могат да бъдат избрани според изискванията на индустриалните приложения. Тези криви са главно: статичната магнитна характеристична крива, която работи под постояннотоково магнитно поле и статичната магнитна характеристична верига, отразяваща ефекта на хистерезис; той работи при променящо се магнитно поле (включително периодично променливо магнитно поле, импулсно магнитно поле и AC и DC насложени магнитни полета и т.н.), динамична магнитна характеристична крива и динамична магнитна характеристика, включително ефект на вихрови токове. Абсцисата на тези магнитни характеристични криви е интензитетът на магнитното поле H, приложен към материала, който ще се изпитва, а ординатата е плътността на магнитния поток B в материала. Този начин на представяне кара тези криви да отразяват само естеството на материала и нямат нищо общо с формата и размера на материала. В допълнение, динамичните магнитни свойства на меките магнитни материали също включват комплексна пропускливост и загуба на желязо.
Метод на измерване
Измерване на статичната магнитна характеристика измерва кривата на статичната магнитна характеристика и контура на магнитната характеристика на материала. Основните методи за измерване са ударен метод и интегрален метод.
①Метод на удар: използва се за измерване на кривата на статичната магнитна характеристика. Пробата от материала се прави в пръстен за гривна и се навива с намотка за намагнитване и измервателна намотка. Първият е свързан към постояннотоковото захранване чрез комутационен ключ, амперметър и променлив резистор, който регулира тока; последният е свързан към импулсен галванометър (виж галванометър). В началото на измерването токът в намагнитващата намотка се регулира до определена стойност от амперметъра и стойността на интензитета на магнитното поле H може да се изчисли от показанията на амперметъра, броя на завъртанията на намагнитващата намотка и геометричните параметри на магнитната верига на материалната проба. След това използвайте комутационния превключвател, за да промените бързо посоката на тока в намагнитващата намотка, така че посоката на плътността на магнитния поток в материалната проба внезапно да се промени, така че импулсна електродвижеща сила e да се индуцира в измервателната намотка, e прави импулсният ток протича през ударния ток Count. Максималното излъчване на галванометъра е пропорционално на електрическото количество Q, съдържащо се в импулсния ток, тоест промяната в магнитния поток (△φ). △φ е числено равно на удвоения магнитен поток в материалната проба. От показанията на ударния галванометър и ударната константа (Weber/мрежа) и еквивалентното сечение на материалната проба може да се изчисли съответната стойност на плътността на магнитния поток B. Чрез промяна на тока на намагнитване могат да бъдат измерени всички данни, необходими за кривата на статичната магнитна характеристика. Точността на този метод е около 1%.
Ако веригата за намагнитване се модифицира, токът на намагнитване се намалява непрекъснато от определена максимална стойност до нула и след това се обръща, докато обратната максимална стойност може да се получи веригата на статичната магнитна характеристика.
②Интегрален метод: използва се за получаване на контура на статичната магнитна характеристика. Може да се използва статичен магнитен автоматичен рекордер. Този вид инструмент се състои от верига за сканиране на магнетизиращ ток, електронен интегратор и X-Y записващо устройство (виж записващо устройство с писалка). Сканиращата верига извежда бавно променящ се ток на намагнитване с период между 10 и 40 секунди. Положителните и отрицателните амплитуди са равни и могат да се регулират непрекъснато. Сигналът, съответстващ на промяната на плътността на магнитния поток, се извежда от измервателната намотка и съответната стойност на плътността на магнитния поток B се получава чрез електронния интегратор. Тъй като магнитното поле се променя бавно и влиянието на вихровия ток не се взема предвид, контурът, автоматично записан от X-Y рекордера, може да се разглежда като контур на статичните магнитни характеристики на хистерезисния ефект на материала на пробата. Принципът на статичния магнитен автоматичен рекордер за измерване на веригата на плътността на магнитния поток е същият като този на електронния флуксметър, разликата е, че първият замества показващия измервателен уред на последния с X-Y рекордер. Интегрираният магнетизъм на статичния магнитен автоматичен рекордер обикновено е 10-7 Weber/mm, а точността е 2%.
Измерване на динамична магнитна характеристика измерва кривата на динамичната магнитна характеристика и контура на магнитната характеристика на материала. Има 3 основни метода на измерване.
①Метод на волтметър-амперметър: Материалът, който ще се тества, се прави на проби с формата на пръстен, уста и други. N1 навивки на намагнитваща намотка и N2 навивки на измервателна намотка са равномерно навити върху пробата. N1 е свързан към регулируемото AC захранване чрез амперметър A, а N2 е свързан към средния волтметър. Съгласно отчитането B на средния волтметър, броя на навивките N2, честотата f и еквивалентната секция S на пробата, може да се изчисли максималната плътност на магнитния поток Bm в секция на пробата. Ако токът на намагнитване I се измерва с амперметър с ефективна стойност, тогава интензитетът на магнитното поле на пробата е H=N1I/L, а L е ефективната дължина на магнитната верига. Тъй като I е валидна стойност, H също е валидна стойност. Ако искате да намерите стойността на максималната сила на магнитното поле Hm в този момент, трябва да замените амперметъра с комбинация от взаимна индуктивност M и среден волтметър. По това време H е показанието на средния волтметър. Регулирайте напрежението на променливотоковото захранване, за да получите всички данни от кривата на динамичната магнитна характеристика. Грешката на този метод е ±(3～10)%.
②Осцилоскопски метод: използва се за измерване на динамична верига на хистерезис. R0 е резисторът за вземане на проби и сигналът, свързан с тока на намагнитване (т.е. силата на магнитното поле), взет от него, се добавя към оста X на осцилоскопа; сигналът за плътност на магнитния поток, взет от измервателната намотка, се добавя към оста Y на осцилоскопа чрез интегратора. По това време контурът на динамичната магнитна характеристика на материалната проба може да бъде показан на флуоресцентния екран на осцилоскопа. Тази верига отразява магнитните характеристики, когато материалът има хистерезис и ефект на вихров ток. Грешката на измерване на този метод идва главно от недостатъчната точност на отчитането на флуоресцентния екран и грешката обикновено е ±(5～10)%.
③Метод на електрически мост: Използвайте някои AC мостови вериги за измерване на комплексната пропускливост и загубата на желязо на магнитни материали. За измерване на комплексните компоненти на пропускливост μ1 и μ2 на материал при звукови честоти обикновено се използват мостове на Максуел; за измерване на загубата на желязо обикновено се използва модифициран мост на Хей (вижте класически AC мостове). Образецът на контура се навива с намотка и се свързва към мостовата верига. Регулирайте моста, за да го балансирате. От измерената еквивалентна индуктивност и еквивалентно съпротивление на намотката на пробата и напрежението на намотката на пробата може да се изчисли комплексният магнетизъм Проводимост и загуба на желязо. Грешката при измерване на динамичните магнитни свойства на материалите по мостовия метод е ±(1～5)%.