[发明专利]一种在开磁路中测量铁磁材料磁滞回线的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种在开磁路中测量铁磁材料磁滞回线的方法及其装置，该装置包括磁通门探头、螺线管骨架、试样、线圈、电流方向切换开关、可调恒流源、微控制器和磁强计，该方法包含仪器校准、剩磁消除、初始磁化曲线测量、磁场强度递减阶段测量、磁场强度递增阶段测量、输出磁滞回线共六个顺序执行的步骤。本发明中的在开磁路中测量铁磁材料磁滞回线的方法和装置测量过程便捷、精度高、不损坏试样。

主权项

1.一种在开磁路中测量铁磁材料磁滞回线的方法，其特征在于，测量装置包括磁通门探头（1）、螺线管骨架（2）、试样（4）、线圈（6）、电流方向切换开关（7）、可调恒流源（8）、微控制器（9）和磁强计（10）；通过在螺线管骨架（2）上均匀缠绕一定匝数的线圈（6），并在线圈（6）中通以一定大小的直流电流，来产生特定大小的磁场强度；通过电流方向切换开关（7）来对电流的方向进行切换，产生正向电流和反向电流，进而产生正向磁场和反向磁场；通过可调恒流源（8）来产生可调的直流电流；通过水平放置于线圈（6）两侧的差分磁通门探头（1）来完成磁感应强度的测量，它们垂直于螺线管放置并靠近螺线管的中部，磁通门探头（1）的输出信号由磁强计（10）进行处理；通过微控制器（9）采集磁强计（10）的输出信号，并对电流方向切换开关（7）和可调恒流源（8）进行控制；所述方法包括仪器校准阶段、剩磁消除阶段、初始磁化曲线测量阶段、磁场强度递减阶段、磁场强度递增阶段和输出磁滞回线阶段共六个顺序执行的步骤；在所述仪器校准阶段，通过在线圈（6）中通入线性增加的反向最大电流至正向最大电流，并同步采集磁强计（10）输出的磁感应强度信号，得到无试样电流‑磁感应强度曲线（11）；在所述剩磁消除阶段，根据试样剩磁强度的方向，来确定电流方向切换开关（7）的方向，通过在线圈（6）中通入从零开始线性增加的直流电流，并同步采集磁强计（10）输出的磁感应强度信号，得到剩磁消除阶段电流‑磁感应强度曲线，根据剩磁消除阶段电流‑磁感应强度曲线与无试样电流‑磁感应强度曲线（11）是否达到交点c2，来判断试样的剩磁强度是否为零，从而完成试样的剩磁消除；在所述初始磁化曲线测量阶段，通过在线圈（6）中通入从零开始线性增加的直流电流，并同步采集磁强计（10）输出的磁感应强度信号，得到初始磁化曲线测量阶段电流‑磁感应强度曲线（12），根据初始磁化曲线测量阶段电流‑磁感应强度曲线（12）与无试样电流‑磁感应强度曲线（11）的斜率是否一致来判断试样是否达到了最大磁感应强度Bm，将初始磁化曲线测量阶段电流‑磁感应强度曲线（12）减去无试样电流‑磁感应强度曲线（11），便得到试样的初始磁化曲线（13）；在所述磁场强度递减阶段，当试样已经达到最大磁感应强度Bm之后，线性减小可调恒流源（8）的输出电流，并同步记录磁强计（10）的输出信号，当可调恒流源（8）的输出电流降至0时，通过将电流方向切换开关（7）切换至电流反向状态，并线性增加可调恒流源（8）的输出电流，来使线圈获得正向至零，再至反向的线性电流，根据磁场强度递减阶段电流‑磁感应强度曲线（14）与无试样电流‑磁感应强度曲线（11）的斜率是否一致来判断试样是否达到了反向最大磁感应强度‑Bm，将磁场强度递减阶段电流‑磁感应强度曲线（14）减去无试样电流‑磁感应强度曲线（11），便得到试样磁场强度递减阶段的磁滞回线（15）；在所述磁场强度递增阶段，当试样已经达到反向最大磁感应强度‑Bm之后，线性减小可调恒流源（8）的输出电流，并同步记录磁强计（10）的输出信号，当可调恒流源（8）的输出电流降至0时，通过将电流方向切换开关（7）切换至电流正向状态，并线性增加可调恒流源（8）的输出电流，来使线圈获得反向至零，再至正向的线性电流，根据磁场强度递增阶段电流‑磁感应强度曲线（16）与无试样电流‑磁感应强度曲线（11）的斜率是否一致来判断试样是否达到了最大磁感应强度Bm，将磁场强度递增阶段电流‑磁感应强度曲线（16）减去无试样电流‑磁感应强度曲线（11），便得到试样磁场强度递增阶段的磁滞回线（17）；在所述输出磁滞回线阶段，输出完整的由初始磁化曲线（13）、磁场强度递减阶段的磁滞回线（15）、磁场强度递增阶段的磁滞回线（17）构成闭合磁滞回线。