[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1，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1，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，即：

Δφ＝K_Bα                           公式1-1

Δφ——磁通量的变化量，单位Wb

K_B——冲击常数                α——偏转角

公式1-1中K_B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α即图1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α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1-2

Hc——矫顽力，单位A/m，K为螺线管常数，单位m^-1。

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。

发明内容

本发明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；

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；