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软磁材料测量闭路磁环的测量方法

2020/03/31 15:09
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【摘要】:
按照软磁材料样品形状可分闭路磁环和开路条带棒两种测量方法,其中开路条带棒又可分为开路螺线管法和H线圈磁导计法。以下是软磁材料测量的闭路磁环的测量方法:
  按照软磁材料样品形状可分闭路磁环和开路条带棒两种测量方法,其中开路条带棒又可分为开路螺线管法和H线圈磁导计法。以下是软磁材料测量的闭路磁环的测量方法
软磁材料测量闭路磁环的测量方法
  1.1 先启动电脑,然后运行FE-2100SD软磁材料直流测量测试软件,再合上电源机箱前面板的“POWER”开关,电源机箱前面板的表头应显示为“0.00”,预热三十分钟。将测试鳄鱼夹接好。
  1.2 准备好等待测试的样环,并量好尺寸,称好重量。
  1.3 初、次级线圈匝数的绕制。线圈匝数的选择可按照测试要求的磁场强度大小而变化,例如,一个样品,它的外直径为40mm,内直径为32mm,高4mm,测试条件H=800A/m,那么匝数绕制多少合适呢?我们可在软件的条件栏选中相应规格,输入实际尺寸,匝数默认为1:1,Hs输入1000,然后按回车键,Hs输入的1000自动变成了80。如下图所示。
  这也就告诉我们,这个样品1匝只能测试到80A/m。如果要测试800 A/m,N1要等于10才够,同时考虑电源的电流会过大而超出最大输出(10A)继而报警,我们应留20%的余地,那么N1=10*1.2匝=12匝,而N2我们一般也可以用10匝左右来测试,这样最终的匝数是12:10。
实际上,初、次级匝数符合下面的两个公式:
                      磁场强度的计算公式:H = N × I / Le
  式中:H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为初级励磁电流(测量值),单位为A(I最大为10A,电流源限定);Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。
                      磁感应强度计算公式:B = Φ / (N × Ae)
  式中:B为磁感应强度,单位为T;Φ为次级感应磁通(测量值),单位为Wb(Φ最大为20mWb,电子积分器量程限定);N为感应线圈的匝数;Ae为测试样品的有效截面积,单位为m2。
这样,我们也可以根据这两个公式结合实际情况而得出匝数的合适范围,这里就不多叙了。
  1.4新建索引,另存并命名文件夹。这里可按照公司规定或个人喜好而命名文件夹,总的原则是便于查找存档等。选择相应的样品规格,输入样品的尺寸和匝数。选中“模拟冲击法”,Tsw输1秒,并在“测磁化曲线”和“测磁滞回线”前打勾。
  1.5 输入测试条件。Hi是测试起点,也是最小测试步长。不同的材料其值均不同,由于它的设定直接影响初始磁导率μi,所以测试时可按照实际测试要求来设定,也可参照下表: 
 

 纳米晶

坡莫合金

硅钢

铁氧体

电工纯铁

0.08A/m

0.4A/m或0.08A/m

1A/m

3A/m

8A/m

 
    Hj是测试取点走势拐点,一般取Hi值的十倍大小。
  Hs是测试条件,也是测试过程中的最大磁场强度。由于直流静态磁参数的测试都是保证材料在饱和状态下测量而得的,所以,Hs是必须能使材料饱和的磁场强度值。它的设定可按实际测试要求来定,也可参照下表:

纳米晶

坡莫合金

硅钢

铁氧体

电工纯铁

80A/m

1600A/m

800A/m

1200A/m

10000A/m

 
  dB是B的步长,一般取Bs的3%。也可参照下表:

纳米晶

坡莫合金

硅钢

铁氧体

电工纯铁

0.02T

0.015T

0.04T

0.01T

0.03T

 
  1.6磁通计漂移调节。接好样品,观察软件界面的磁通表头的读数变化趋势,再旋转电源机箱的前面板的多圈电位器,使表头的读数慢慢稳定,然后按下前面板的清零键,使表头的读数归零。如果表头的读数变化较快可重复此步骤。
  1.7 测试。点击软件的“测试”,系统开始对样品退磁。退磁完毕软件会自动开始测试,直到测试完毕。测试过程中可能会出现测试电流过大等异常状态,测试电源也会相应的报警,这时我们可如下操作:首先按下键盘的“ESC/退出”键或点击软件右下方的“取消”,软件会中断测试,然后按下电源机箱的“Alarm”按钮,中断报警。再检查是不是由于参数、条件错误引起的,或者是不是测试夹或测试线圈短路等引起的,重新调整再测试。
  1.8 观察数据结果,主要观察曲线和参数结果的合理性,如有必要可调整参数、匝数重新测试。保存数据,便于日后数据处理或存档等。
  1.9 取下样品,清理现场,等待下一批样品的测试。
  1.10确保样品已经取下,关闭电源机箱的电源,然后关闭测试软件,关闭电脑,清理现场。
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