磁芯材料的静动态特性测量方法
磁性材料的测量
二、用冲击电流计测量磁性材料直流磁特性
用冲击电流计测量磁特性步骤
第一步：测定冲击电流计的磁通冲击常数 Cq R
图中先将开关 s1投 向右边，由电流表测出 通过互感的电流值，记 下冲击电流计测出的最 大偏转角。
1 m M T I Cq R
若式中M 为已知， 可从上式求得 Cq R 值。
用冲击电流计测量磁特性步骤
N1 I1 πD Cq R B N2S H
用冲击电流计测量磁特性步骤
第四步： 测定磁滞回线 由于磁滞回线是对称的，所以只要测出磁滞 曲线的一个半边，另一个半边就可以按对称原 则画出。测量时激磁电流可以从最大值开始， 然后逐渐调小，直至等零。然后再从零向负向 最大值调节，至负最大值为止。之间可以取若 干点。测量顺序如下式。
交变磁场下的功率损耗，可用功率表测量，图中测 出的功率等于试样铁损耗加上功率表和电压表的损耗。 由于功率表的电压圈接在二次侧，所以功率表所测的 值已经不包括绕组的铜损耗。
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测量最大磁场强度必须测出通过样品绕组的最大电 流，由于电流不是正弦波，磁化电流最大值要用一个 互感线圈测量。
从互感线圈二次绕组感 应电压的平均值 U CP1 求出磁化电流最大值 I m 。 4 fMI m U CP1 然后再从I m 值求出H m 值。 Hm U CP1 N1 4 fMl
四、测量交变磁场下的功率损耗
第二步:退磁
将开关S1投向左边， 将S2反复改变投向 ， 并不断加大 R1， 使电流逐渐减少 ，直至为零时 ， 材料就被退磁 。
第三步：测量基本磁化曲线 从最大磁感应强度的较小的值开始，依次改变磁化电 流，将每次磁化电流值代入安培环路定律的公式，求出 磁场强度H，再用冲击电流计测出磁感应强度B，根据每 次对应的H、B。即可画出基本磁化曲线。
物理实验技术中的磁性材料测量技巧
物理实验技术中的磁性材料测量技巧磁性材料是广泛应用于工业领域的一类材料，其磁性能的测量和分析对于材料的质量控制和应用性能的评估至关重要。
在物理实验技术中，有许多磁性材料测量技巧被广泛采用。
本文将讨论几种常见的磁性材料测量技巧和相关仪器的使用。
1. 磁化曲线测量磁化曲线测量是评估磁性材料磁化特性的关键方法之一。
它通过测量磁场对材料磁化过程中的响应来获得磁化曲线。
常用的测量方法有霍尔效应法、先进磁强计法和振荡法等。
其中，霍尔效应法利用了材料在磁场中的霍尔电流来确定磁化特性。
通过将磁场施加到样品上并测量霍尔电阻来得到磁化曲线数据。
先进磁强计法则是通过利用磁强计测量材料在不同磁场下产生的局域磁场，进而得到磁化曲线。
振荡法则是通过通过测量磁化量和磁场之间的干涉现象，得到磁化曲线数据。
2. 磁滞回线测量磁滞回线是磁性材料饱和磁化和磁场去除之间的关系曲线。
磁滞回线测量是评价磁性材料的重要手段之一。
常用的测量装置有霍尔效应测量仪和振荡测量仪。
霍尔效应测量仪是一种常见的磁性材料测量仪器，通过测量材料在不同磁场下的电阻变化，可以获得磁滞回线的数据。
其优点是测量灵敏度高，测试速度快。
振荡测量仪则是利用磁性材料对外加磁场的响应来获得磁滞回线数据。
其优点是测量何必精度高，可以获得更准确的结果。
3. 磁化率测量磁化率是磁场引起材料磁化的程度，是评估磁性材料性能的重要指标之一。
磁化率测量是衡量磁性材料特性的重要方法之一。
常用的磁化率测量方法有磁化率测量仪和霍尔效应测量仪。
磁化率测量仪是测量材料的磁化率的专用仪器。
它通过施加恒定磁场，测量磁场强度和材料磁化强度之间的关系，从而得到磁化率。
霍尔效应测量仪是利用磁场对材料的霍尔电阻的影响来测量磁场强度和材料磁化强度之间的关系。
4. 磁畴观测磁畴是指材料中具有一定磁性的微观区域。
磁畴观测是评估磁性材料微观特性的一种重要方法。
常用的磁畴观测技术有光学显微镜观测和扫描探针显微镜观测。
光学显微镜观测是最常见的磁畴观测技术之一。
磁化率测量的原理和方法
磁化率测量的原理和方法
磁化率是磁介质材料对磁场的响应能力，是描述材料磁性质的重要物理量。
测量磁化率的原理是通过在外加磁场作用下测量磁介质的磁感应强度和磁场强度之间的比值，即磁化率。
测量磁化率的方法包括静态方法和动态方法。
静态方法是指在稳恒磁场作用下测量磁化率，常用的有差动法、极化法、弗朗克-开尔法等。
动态方法是指在交变磁场中测量磁化率，常用的有交变哈密顿法和温度依赖磁化率法。
差动法是常用的测量磁化率的方法之一，它利用了磁场的线性性和叠加性。
差动法的测量原理是在同一均匀恒定磁场中，分别测量放置在磁感应强度相同但方向相反的两个试样的磁感应强度，通过计算两个磁感应强度的差值和试样的体积和质量可以得到磁化率。
极化法是利用了磁场的非线性性，将试样放置在一个强磁场中，使磁矩方向随时间发生正、反变化，测量磁矩的变化曲线，在分析磁矩与磁场的关系得到磁化率。
弗朗克-开尔法是利用磁矩与温度的关系测量磁化率的方法，它的原理是将试样置于一定磁场中，温度从高到低变化时，测量试样在不同温度下的磁矩和磁场强度，从而求出磁化率与温度的关系。
交变哈密顿法是基于频率依赖磁化率原理的测量方法，它是通过在交变磁场中测量试样的阻抗变化来确定磁化率。
温度依赖磁化率法是通过测量试样在不同温度
下的磁滞回线和磁场强度得到磁化率随温度的变化规律。
磁性材料静态磁特性的测量-Read
磁性材料基本磁化曲线的测量一、实验目的1. 通过实验了解铁磁材料基本磁化曲线测试的原理，熟悉磁锻、去磁的过程，以及用数字磁通计测量磁通的方法，掌握用冲击法测量铁磁材料基本磁化曲线的方法； 2、通过实验熟练掌握数字磁通计的使用方法。
二、磁性材料的静态磁特性的测量原理 1.原理磁性材料静态磁特性的测试，主要包括基本磁化曲线和磁滞回线及有关磁参量的测试。
静态磁特性测量的基本原理式根据电磁感应原理，当磁化回路中的磁化电流改变时，试样中的磁通量随之改变，在测量线圈两端产生感应电动势，根据冲击检流计偏转和磁化电流确定试样的直流磁性参数。
磁轭由高导磁材料制成，其截面积大于试样截面积50倍。
磁轭与试样间的气隙极小，因此磁轭与试样构成的磁路中，可近似地认为磁势全部降落在试样上。
根据磁路中的安培环路定律。
试样中的磁场强度H 为LIW H 1=（1） 式中L 为试样的有效长度。
根据电磁感应定理可知，当磁化电流增加I ∆时，试样中的磁通量增加∆Φ，则测试线圈W 2中的磁通链增加ϕ∆，即∆Φ=∆2W ϕ。
ϕ∆将使数字磁通计产生偏转，其最大偏转值ϕ∆。
因此磁感应强度B 的增量为：SW S B 2ϕφ∆=∆=∆ （2） 式中S 为试样的截面积。
常用的测量装置见图1所示，图中：T ～220——去磁用交流调压器220/0~250V ，500V A ； A ——监视去磁电流用的交流安培表，选用量程1A ； E ——直流稳压电源； R 2——多档可选电阻；a.——磁轭。
截面积为4900 mm 2；b.——试样。
截面积S=100mm 2，试样的有效长度L=230 mm ； W 1——试样的磁化绕组。
2000匝（由红色接线柱引出）； W 2——磁测试线圈。
30匝（由黑色接线柱引出）； mA ——直流毫安表；Φ——数字磁通计，选用量程10mWb ； K 1、K 2、K 3一双刀双向开关；图1 冲击法测量铁磁材料基本磁化曲线的原理图2.实验装置使用介绍AmA图2 实验装置的面板图在实验装置图2中，交流回路已经接线完毕，无需用户接线。
用示波法测量铁磁材料的动态磁滞回线和基本磁化曲线
用示波法测量铁磁材料的动态磁滞回线和基本磁化曲线磁性材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储的磁盘等都采用磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。
通过实验不仅能掌握用示波器观察磁滞回线，以及基本磁化曲线的基本测量方法，而且能从理论和实际应用上加深对铁磁材料的认识。
铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽磁力c H 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽力大（达120～20000A/m 以上），因而磁化后，其磁性可长久保持，适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄，矫顽力c H 一般小于120A/m ，但其磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性，是设计电磁机构和仪表的重要依据之一。
磁学量的测量一般比较困难，通常利用一定物理规律，将磁学量转换为易于测量的电学量。
这种转换测量法是物理实验中常用的基本测量方法。
一、实验目的1、认识铁磁物质的磁化规律，比较三种典型的铁磁物质的动态磁化特性2、测定样品的基本磁化曲线，并在坐标纸上作出H -μ曲线。
3、测定样品的C H 、r B 、S B 等参数4、学会用示波器测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。
二、实验原理1、磁化曲线如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质，则磁场将明显增强，此时铁磁物质中的磁感应强度比没放入铁磁物质时电流产生的磁感应强度增大百倍，甚至在千倍以上。
铁磁物质内部的磁场强度H 与磁感应强度B 有如下的关系：H B μ=对于铁磁物质而言，磁导率μ并非常数，而是随H 的变化而变化的物理量，即)(H f =μ，为非线性函数。
所以B 与H 也是非线性关系，如图（1）所示：铁磁材料的磁化过程为：其未被磁化时的状态称为去磁状态，这时若在铁磁材料上加一由小到大变化的磁化场，则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大。
但当H 增加到一定值（Hs ）后，B 几乎不再随着H 的增加而增加，说明磁化达到饱和，如图（1）中的OS 段曲线所示。
如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析
如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析物理实验中的动态磁性测量与分析对于研究磁性材料的特性和行为至关重要。
本文将介绍一些常用的技术和方法，帮助读者更好地理解和应用这些测量和分析技术。
一、磁化曲线测量磁化曲线是物理实验中最基本的磁性测量之一。
通过测量外加磁场下磁化强度与磁场的关系，可以获得材料的磁滞回线、饱和磁化强度等重要参数。
常用的测量方法有霍尔效应法、霍尔磁片法等。
在实验中，通过改变外加磁场的大小和方向，可以对材料的磁性作出全面评估。
二、双圈法测量双圈法是一种常用的非接触测量方法，用于测量材料的磁滞回线和交流磁化特性。
该方法利用了磁场对于感应电动势的影响，通过测量感应电动势的大小和相位差，可以快速、准确地获得磁性材料的磁化特性。
这种方法适用于对磁性材料在交流磁场中的行为进行研究。
三、磁透析测量磁透析是一种重要的磁性测量技术，用于评估材料的磁导率、磁导率谱等磁性参数。
该方法通过测量材料在外加交变磁场下的感应电动势，结合返磁操作和数学模型，可以得到材料的磁导率谱，进而了解材料的磁性特性。
磁透析可以应用于各种磁性材料的研究，如铁氧体、软磁材料等。
四、磁力显微镜观察磁力显微镜是一种非常有用的工具，用于观察材料的磁性微观结构和磁畴行为。
该仪器结合了磁力显微学和光学显微学的原理，通过磁力显微图像的观察和分析，可以研究材料的磁畴结构、磁畴动力学等重要信息。
这种方法在磁性材料研究和磁记录领域具有广泛的应用。
五、磁化动力学测量磁化动力学测量是研究材料磁性行为的重要手段之一。
通过对材料在交变磁场中的磁化动力学响应的测量和分析，可以了解材料的磁化时间响应、磁化滞后和磁矢量旋转等行为。
这些磁性参数对于理解材料的磁性本质和应用具有重要意义。
六、数据分析和模拟除了实验测量，数据分析和模拟也是物理实验中进行动态磁性测量与分析的重要环节。
通过对实验数据的处理和分析，可以得到更深入的信息和结论。
同时，借助计算机模拟和数值计算等方法，可以预测和解释磁性材料的磁化行为和磁性特性。
物理实验技术中的磁性材料测试方法
物理实验技术中的磁性材料测试方法磁性材料是现代工程中广泛应用的一种重要材料，在各个领域都扮演着重要的角色。
然而，要准确评估磁性材料的性能和特性并非易事，需要借助于一系列精确的测试方法。
本文将探讨一些常见的物理实验技术中的磁性材料测试方法，以及它们在实践中的应用。
一、磁性材料的基本测试首先，我们来介绍磁性材料的基本测试方法。
其中，最常见的是磁饱和曲线测试。
通过在外加磁场作用下测量磁化强度，我们可以得到磁性材料的磁性特性。
此外，还可以通过测量颗粒大小、相互作用等参数来进一步了解材料的微观结构和性质。
二、霍尔效应测试霍尔效应是指当电流通过一个磁场时，会在材料中产生一个旁向电场。
这种效应可以用来测量材料的磁场强度，从而了解磁性材料的导电性和磁矩方向。
霍尔效应测试在磁性传感器等领域有着广泛的应用，可以用来检测磁性材料中的磁场变化。
三、磁滞回线测试磁滞回线是指磁化强度随外加磁场的变化关系。
通过测量磁滞回线，我们可以了解材料的磁化特性和磁滞损耗，并从中推导出磁性材料的磁导率。
磁滞回线测试在磁存储器件、电动机等领域有着广泛的应用，可以帮助工程师了解和优化磁性材料的性能。
四、磁导率测试磁导率是指磁场在材料中传播的能力，是磁性材料性能的一个重要指标。
通过测量材料中的磁场强度和外加磁场的关系，我们可以计算出磁导率。
然而，由于材料的非线性特性和复杂的磁场分布，准确测量磁导率并非易事。
因此，需要借助先进的测试设备和技术，如交流磁导率测试、二维磁导率成像等。
五、磁力显微镜观察除了常见的磁性材料测试方法外，磁力显微镜也是一种重要的观察磁性材料性质的工具。
通过将磁性材料置于磁力显微镜下，可以直观地观察到材料的磁化结构、磁畴壁等。
这对于研究磁性材料的演化机制和微观结构非常有帮助。
总结物理实验技术中的磁性材料测试方法包括磁饱和曲线测试、霍尔效应测试、磁滞回线测试、磁导率测试和磁力显微镜观察等。
通过这些测试方法，我们可以准确评估磁性材料的性能和特性，并为工程实践提供重要的参考数据。
磁性材料特性与量测方法简介
)
Computer peripherals(
)
Measuring instruments(
)
Telephone receivers(
)
4. Application based on Lorentz forces on single charges(
Trvelling-wave tube(
)
Electron microscope(
(sintering)
(casting)
(Ferrite)
1950
(anisotropic)
(BaO6Fe2O3) (isotropic )
(SrO6Fe2O3)
(Samarium - Cobalt magnets)
1960
Fe Co Ni
1 5(Sm Co5) (Sm2Co17)
(NdFeB) Nd2Fe14B
Al Pt
3
Aluminium Lithium Sodium Neodymium Palladium Oxygen
2.2 * 10-5 4.4 * 10-5 0.6 * 10-5 34 * 10-5 79.7 * 10-5 0.2 * 10-5
(Electronic spin resonance) (adiabatic magnetization)
7.518×10-6
= 0.376 T
Potential
Potential
2 KP HP = — — — — — —
thickness
KP = 5.65×106 A / m
5.65×106×180×10-6 = ————————————
11×10-3
= 1.85×105 A / m
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软磁材料测量measurement of soft magnetic material
反映软磁材料磁特性的各种磁学参量的测量，是磁学量测量的内容之一。
软磁材料一般指矫顽力Hc≤1000A/m的磁性材料，主要有低碳钢、硅钢片、铁镍合金、一些铁氧体材料等。
软磁材料的各种磁性能决定了由该材料制成的磁性器件或装置的技术特性，因此，软磁材料测量在磁学量测量中占有重要位置。
表征软磁材料的磁特性有各种曲线，可按工业应用要求来选择。
这些曲线主要是：工作在直流磁场下的静态磁特性曲线和反映磁滞效应的静态磁特性回线；工作在变化磁场（包括周期性交变磁场，脉冲磁场和交、直流叠加磁场等）之下、包括涡流效应在内的动态磁特性曲线和动态磁特性回线等。
这些磁特性曲线的横坐标是加在被测材料上的磁场强度H，纵坐标是材料中的磁通密度B。
这种表示方式使这些曲线只反映材料的性质,与材料的形状、尺寸无关。
此外，软磁材料的动态磁特性还包括复数磁导率和铁损。
(1)静态磁特性测量
测量材料的静态磁特性曲线和磁特性回线，主要测量方法有冲击法和积分法两种。
①冲击法：用以测量静态磁特性曲线，测量线路见图1。
材料试样制成镯环形，并绕以磁化线圈和测量线圈。
前者通过换向开关、电流表和调节电流的可变电阻接到直流电源上；后者接到冲击检流计上（见检流计）。
开始测量时，通过电流表将磁化线圈中的电流调到某一数值，由电流表的读数、磁化线圈的匝数，以及材料试样的磁路几何参数，可计算出磁场强度H值。
然后，利用换向开关、快速改变磁化线圈中的电流方向，使材料试样中的磁通密度的方向突然改变，于是在测量线圈中感应出脉冲电动势e，e使脉冲电流流过冲击检流计。
检流计的最大冲掷与此脉冲电流所含的电量Q，也就是磁通的变化（△φ）成比例。
△φ在数值上等于材料试样中磁通的两倍。
由冲击检流计的读数和冲击常数（韦伯/格），以及材料试样的等效截面，可计算出相应的磁通密度B值。
改变磁化电流，可测出静态磁特性曲线所需的所有数据。
此种方法的准确度约为1％。
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如将图1的磁化线路进行修改，使磁化电流不断由某一最大值逐次减小到零，再反向，一直到反向最大值止，可获得静态磁特性回线。
②积分法：用以获得静态磁特性回线。
可采用静态磁性自动记录仪。
此种仪器由磁化电流扫描电路、电子式积分器和X-Y记录仪组成（图2）。
扫描电路输出变化缓慢的磁化电流，周期在10～40秒之间，正、负幅值相等，可连续调节。
自测量线圈取出对应于磁通密度变化的信号，经电子积分器得到相应的磁通密度B 值。
由于磁场变化缓慢,可不计涡流影响，因此X-Y记录仪自动记录下来的回线可认为是试样材料磁滞效应的静态磁特性回线。
静态磁性自动记录仪测量磁通密度回路的原理与电子磁通计相同，区别在于前者以X-Y 记录仪代替了后者的指示电表。
静态磁性自动记录仪的综合磁通常数达10-7韦伯/毫米，准确度为2％。
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(2)动态磁特性测量
测量材料的动态磁特性曲线和磁特性回线。
主要测量方法有3种。
①电压表-电流表法：将被测试材料制成环状、口字形等试样。
试样上均匀绕以N1匝磁化线圈及N2匝测量线圈。
N1经过电流表A接到可调交流电源上，N2接到平均值电压表上（图3）。
根据平均值电压表的
读数B、匝数N2、频率f、试样等效截面S，可计算出试样截面中的最大磁通密度B m，如用有效值电流表测磁化电流I,则此时试样的磁场强度H=N1I/L，L为磁路的有效长度。
由于I是有效值，所以H也是有效值。
若想求得此时的最大磁场强度H m的数值，须用图中互感M和平均值电压表的组合替
代电流表。
此时，H是平均值电压表的读数。
调节交流电源的电压，可获得动态磁特性曲线的全部数据。
此种方法的误差为±(3～10)％。
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②示波器法：用于测量动态磁滞回线。
测量电路见图4。
图中R0是采样电阻，由此取出的与磁化电流（即磁场强度）有关的信号，加到示波器的X 轴上；取自测量线圈的磁通密度信号，经积分器加到示波器的Y轴。
此时，可在示波器的荧光屏上展示出材料试样的动态磁特性回线。
此回线反映在材料中存在磁滞与涡流效应时的磁特性。
此种方法的测量误差主要来自荧光屏上的读数不够准确，误差一般为±(5～10)％。
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③电桥法：利用某些交流电桥线路可测量磁性材料的复数磁导率和铁损。
测量材料在声频下的复数磁导率分量μ1和μ2，通常采用麦克斯韦电桥；测量铁损通常采用修正海氏电桥（见经典交流电桥）。
环状试样中绕以线圈接到桥路中，调节电桥使之平衡，由所测出的试样线圈等效电感和等效电阻以及试样线圈上的电压，即可计算出复数磁导率和铁损。
电桥法测量材料动态磁特性的误差为±(1～5)％。