磁性材料BH特性的测量
根据永磁体退磁率得到bh曲线-概述说明以及解释
根据永磁体退磁率得到bh曲线-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:永磁体是一种具有自发磁化特性的材料，其在现代工业和科技领域中具有重要的应用价值。
永磁体的磁性能是其最重要的特性之一，而退磁率则是衡量永磁体磁性能的重要参数之一。
本文旨在探讨如何根据永磁体的退磁率得到其BH曲线，以更深入地了解永磁体的磁性能表现，为相关领域的研究和应用提供参考和指导。
1.2文章结构文章结构部分内容可以包括以下内容：在本文中，我们将首先介绍永磁体的特性，包括其在磁场中的表现和磁性能力。
接着，我们将探讨永磁体的退磁率，即磁性材料失去其磁性能力的速度。
最后，我们将详细描述如何根据永磁体的退磁率来获取其BH 曲线，这对于研究和应用永磁体的性能至关重要。
通过本文的阐述，读者可以更深入地了解永磁体的特性以及如何有效地分析和利用其性能。
1.3 目的:本文旨在介绍如何通过永磁体的退磁率来得到其BH曲线，探讨永磁体在磁场中的性能特点，帮助读者更深入地了解永磁体的特性与行为。
通过对永磁体退磁过程的分析与研究，可以揭示材料内部磁矩的分布情况及其对磁性能的影响，进而为永磁体的设计与应用提供理论支持和参考依据。
通过本文的阐述，读者可以更有效地运用永磁体材料，提高其在各种领域的应用效果及性能表现。
2.正文2.1 永磁体的特性永磁体是一种具有自发磁化特性的材料，通常由铁、镍、钴、钕等金属元素制成。
其最显著的特点是在外加磁场作用下能保持稳定的磁性，即具有较高的剩磁和矫顽力。
这种特性使得永磁体被广泛应用于各种领域，如电机、传感器、磁体等。
永磁体的特性主要包括剩磁、矫顽力、磁导率和磁阻等。
剩磁是指在外加磁场去除后,永磁体仍然保持的残余磁化强度。
矫顽力是在剩磁消除前所需施加的磁场强度。
磁导率是描述永磁体对磁场的响应能力，而磁阻则是描述永磁体对磁通的阻抗。
除了上述基本特性外，永磁体还具有温度稳定性好、化学稳定性高、抗腐蚀性强等优点。
然而，永磁体也存在一些缺点，如容易受到外部磁场和温度的影响、工艺复杂、成本较高等。
硅钢片bh曲线 (3)
硅钢片BH曲线引言硅钢片是一种具有低磁导率、高电阻率和高磁饱和度的特殊材料，广泛应用于电力变压器和电机中。
硅钢片的磁性能在很大程度上决定了设备的性能和效率。
其中，BH曲线是描述硅钢片磁性能的重要指标之一。
本文将介绍硅钢片的BH曲线及其在电力设备中的应用。
BH曲线的定义和意义BH曲线，即磁场强度H与磁感应强度B之间的关系曲线，被认为是描述磁性材料磁化特性的重要参数之一。
通过测量不同磁场强度下的磁感应强度，可以得到硅钢片的BH曲线。
BH曲线的形状直接关系到硅钢片的磁导率、磁饱和度以及磁滞损耗等重要性能指标。
对于硅钢片来说，所谓的硬磁材料是指其BH曲线在饱和处附近具有较宽的平坦区域，而软磁材料则是指其BH曲线呈现出较窄的平坦区域。
硅钢片通常被设计成软磁材料，以提供较小的磁滞损耗和磁导率。
因此，通过分析硅钢片的BH曲线，可以评估其在电力设备中的性能表现。
测定BH曲线的方法测定硅钢片的BH曲线可以采用不同的实验方法，其中最常用的方法是霍尔差法和梯度磁力法。
霍尔差法霍尔差法是一种经典的测定BH曲线的方法。
它基于霍尔效应，通过将硅钢片置于磁场中，通过测量沿着硅钢片厚度方向的磁感应强度和磁场强度的差值，从而得到BH曲线的数据。
梯度磁力法梯度磁力法是一种现代化的测定BH曲线的方法。
它利用超导磁体产生均匀的磁场，并通过改变磁场梯度来测量硅钢片的磁感应强度和磁场强度的差值，从而得到BH曲线的数据。
梯度磁力法具有高精度和高效率的优点，已经成为现代硅钢片磁性能测试的主要方法。
硅钢片BH曲线的应用硅钢片的BH曲线在设计和应用电力设备中起到重要的作用。
首先，BH曲线的测定和分析可用于评估硅钢片的性能。
通过分析BH曲线上的各个参数，如磁导率、磁饱和度和磁滞损耗等，可以确定硅钢片在电力设备中的使用效果。
其次，硅钢片的BH曲线还可用于优化电力设备的设计。
通过选择不同的硅钢片材料，可以调整BH曲线的形状，以满足具体设备的要求。
例如，在变压器的设计中，选择硬磁材料或软磁材料可以改变变压器的工作方式和效率。
B-H特性测量
软磁B－H特性测量
实验目的
了解磁性材料的分类及各自的特性； 了解HT600 B-H软磁材料测量系统的结构和
测量原理； 掌握利用该系统研究软磁材料磁化曲线、
磁滞回线和μ-H关系曲线的实验方法和技能。
仪器设备
•HT600 B-H软磁材料测量系统 •计算机 •待测的软磁样品
HT600软磁测量仪原理图 磁化装置
3.打开主机电源开关，调节积分器漂移，使示数在较 长的时间内保持不变，调节完毕后重置B、H为零。
4.打开测量软件，根据测量样品的具体参数在测量 参数对话框中输入测量参数。
5.测量磁滞回线和退磁曲线。 6.分析实验结果，撰写实验报告。
磁滞回线
(BH)max Br
bHc
Bd
jHc
Hd
Bm Mm
Hm
退磁曲线
∮H•dl=ΣI ∴ H= i1N1/L ∵ i1=U1/R1 L为样品的平均磁路长度 ∴ H=(N/LR1)U1 所以，我们可以通过测量U1，计算出场强H。
B测量
次级线圈N内的磁通发生变化时，其两端产生感应电动势
。如果线圈横截面积Ｓ、匝数Ｎ均为定值，则
。对感应电压积分
则
B(t) 1
退磁场能：Fd
退磁场能：Fd/5
起始磁化曲线
样品从磁中性状态开始，外加磁场从零一直加到磁化强度 达到饱和Ms的磁化过程。
M
Q
p 磁畴的转动
( 1 )起始或可逆区域：M a H 或 B a H
a或 a称为起始磁化率或起始磁导率。 ( 2 )瑞利( Rayleigh )区域：
o
12 3
(b)
A
(b)
e2 r
磁性材料基本特性测量二
（3）记录下示波器x、y轴的单位量，测出饱 和点、剩磁点、去磁点应测的各物理量。
（饱4）和求磁出感剩应余强磁度感BS应和强磁度场B强r，度为H矫S。顽HC，
实验数据
f
R2
R1 UBS UHS UBr UHC U-BS U-HS U-Br U-HC
(kH) (kΩ) (Ω) (V) (mv) (V) (m v) (V)度和磁感应 强度，而是通过测量相关的电压，再经过 关系式计算相应的磁场强度和磁感应强度。
思考题
1.如何正确调试磁滞回线?关键步骤是哪些? 2.通过实验,磁化过程中磁性材料的磁感应强
HS时，B值几乎不再增加，
磁化趋于饱和．如使得H
A'
减少，B将不再沿着原路返
回，而是沿另一条曲线
AC'A'下降，当H从-HS增
加时，B将沿着A'CA曲线
到达A形成一闭合曲线．
C
0
Hc
Hs
H
-Br -Bs
其中当H = 0时，|B| = Br，B r称为剩 余磁感应强度。要使得Br为零，就必
须加一反向磁场，当反向磁场强度增 加到H = -HC时，磁感应强度B为零， 达到退磁，HC称为矫顽力。各种铁磁 材料有不同的磁滞回线，主要区别在
度B是否随外部磁场H增大而增大?为什么?
于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬 磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。
实验原理
1.实验电路图
2.二个重要关系式
▪ X端电压输出：
UX
UR1
R1i1
R1L H N1
▪
Y端电压输出
Uy UC
N2S R2C
钕铁硼永磁体磁特性参数的快速测量方法
品，回复磁导率也不完全一致。材料的磁导系数PC是和材料的几何尺寸相关的。 对于长方体，圆柱体等规则样品，可以测量样品的几何尺寸计算出PC值，但对 于其他外形的样品，如常见的瓦形，扇形等，就难以计算其PC值。这是这一方 法的局限 所在。
CIM-3101PMD永磁快速 结论 测量仪 直接测量，几乎无形状 CIM-3101PMD优 限制
直接测量，准确度高 CIM-3101PMD优
误差较小 很快 优 稍高 优 优 适应性好
CIM-3101PMD优 相当 相当 CIM-3101PMD优 ATS-800优 CIM-3101PMD优 CIM-3101PMD优
幸运的是，CIM-3101PMD永磁快速测量仪提供了另外一个更进一步的解决 方案。与上述方法不同的是，对于CIM-3101PMD永磁快速测量仪而言，回复磁导 率和材料的导磁系数PC是通过样品直接测量得到的。而且由于采用了治具夹持 和转动样品，测量结果的重复性大大提高。Br,Hcb,指标的准确性在±2.5% 以内， BHmax的指标的准确性在±5% 以内。CIM-3101PMD除了提供异形件（如瓦形，扇 形）直接测量外，对于不能通过B-H磁滞回线仪测量的大型样品，这也是一个很 好的解决方案。以下是CIM-3101PMD永磁快速测量仪的外形和特点简介。
磁测量设备制造与工业磁测量系统集成解决方案服务商
Magnetic measuringequipmentmanufacturer andsystemintegrationprojectprovider
钕铁硼永磁体磁特性参数的快速测量方法
材料物理性能FDBHⅠⅠ型磁性材料磁滞回线和磁化曲线测定
顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质，把铁磁性物质 称为强磁性物质。通常所说的磁性材料是指强磁性物质。
磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性 材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易 去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小， 硬磁性材料剩磁较大。
FD-BH-Ⅰ型磁性材料磁滞回线 和磁化曲线测定
一、实验目的
1.学习待测磁性样品的退磁，测量样品的 起始磁化曲线。
2.在待测样品达到磁饱和时，进行磁锻炼， 测量材料的磁滞回线。
3.学习安培回路定律在磁测量中的应用。
二、磁性材料的分类
定义：由过渡族元素铁、钴、镍及其合金元素等能够直接 或间接产生磁性的物质。
样品的尺寸 a=10.00cm；b=6.00cm；
c=d=2.00cm Lg=0.20cm；L=23.8cm；N=2000；μ0=4Л×10-7
H=NI/L-B Lg/μ0L=8403I-6.686×103B
利用上式对H值进行修正，得出H的准确结果， 绘制B-H关系曲线。
八、注意事项
1.霍尔探头请勿用力拉动，以免损坏。 2.在测量测量磁化曲线过程中，应保证磁
4.测量磁滞回线：通过磁化线圈的电流从饱和电流Im 开始逐步减小到0，然后双刀换向开关将电流换向， 电流又从0增加到-Im，重复上述过程，即（Hm，Bm） 到（-Hm，-Bm），再从（-Hm，-Bm）到（Hm，Bm）。 每隔100mA测一组（Ii，Bi）值。通过公式求出Hi值。
六、安培回路定律
在环形样品的磁化线圈中通过的电流为I，则磁化场的磁 场强度H为H=NI/L（N为磁化线圈的匝数，L为样品的平均 磁路长度）
检测b-h磁滞回线的原理和方法
检测b－h磁滞回线的原理和方法
磁滞回线是描述磁性材料在外加磁场作用下磁化状态变化的一
种曲线。
检测磁滞回线的原理和方法涉及到材料的磁性特性和测量
技术。
首先，让我们来谈谈原理。
磁滞回线的检测原理基于磁性材料
的磁滞效应。
当外加磁场的方向和大小发生变化时，磁性材料内部
的磁矩也会随之发生变化，但并非完全随着外场的变化而变化，而
是存在一定的磁滞现象。
这种磁滞现象可以通过绘制磁滞回线来描述。
磁滞回线的形状和大小可以反映出材料的磁性特性，如矫顽力、饱和磁感应强度等信息。
接下来，我们来讨论检测方法。
常见的检测方法包括磁滞回线
图的绘制和分析。
通常使用霍尔效应、磁阻效应等磁敏传感器来测
量磁场强度，从而绘制出磁滞回线。
在实验中，可以通过改变外加
磁场的大小和方向，记录材料的磁感应强度随外场的变化情况，然
后绘制出完整的磁滞回线图。
通过分析磁滞回线的形状和特征，可
以得出材料的磁性参数，如矫顽力、饱和磁感应强度等。
除了实验方法外，还可以利用数学模型对磁滞回线进行分析和
计算。
通过建立磁滞回线的数学模型，可以预测和计算材料的磁性参数，为材料的设计和应用提供参考。
总之，检测磁滞回线的原理和方法涉及到磁性材料的磁性特性和测量技术。
通过实验方法和数学模型的结合，可以全面了解材料的磁性特性，为材料的应用和改进提供重要参考。
《BH特性测量》课件
BH特性测量，一门重要的研究领域。通过测定材料的BH曲线，我们可以深入 了解磁性材料的性质和特性。本课件将详细介绍BH特性测量的定义、方法、 应用以及其在工业中的前景。
引言
• BH曲线的定义和作用 • BH特性测量的背景和意义
BH特性测量的方法
1
基本自准方法
介绍常用的基本自准方法，包括线圈法、霍尔效应法等。
磁传感器的BH曲线
分析磁传感器中BH特性测 量对信号处理和控制的影 响。
结论
• BH特性测量的优势和局限性 • B • BH特性测量的相关标准
2
交流桥式自准方法
探讨交流桥式自准方法及其在BH特性测量中的应用。
3
磁场和磁通量测量的方法
介绍测量磁场和磁通量的常用方法，包括霍尔效应传感器和磁强计。
BH特性测量的应用
感应电机的BH曲线
讨论感应电机中BH特性测 量的实际应用和重要性。
磁性材料的BH曲线
探究磁性材料中BH特性测 量的影响因素和变化规律。
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磁性材料B-H 特性的测量摘要:关键词：B-H 磁滞回线剩磁B r 最大磁能积（BH ）m 退磁曲线矫顽力 一、引言磁性材料，一般只具有铁磁性或亚铁磁性并具有实际应用价值的磁有序材料。
性材料也包括具有实际应用价值或可能应用的反铁磁材料或其他弱磁性材料。
磁性材料种类很多，磁特性参量不少。
从技术应用角度出发，常关注材料的 从B-H 磁滞回线上可以方便地得到这样一些参量： （1 ）剩余磁感应强度 B r意义在于磁性材料被饱和磁化后， 材料内部磁化场下降到零时， 材料内所保存的磁感应强度值，通常M r <B r 。
（ 2）最大磁能积（BH ）M ，磁性材料 B-H 磁滞回线第二和第四象限部分称 为退磁曲线。
退磁曲线上每一点的磁感应强度 B 和磁场强度H 的乘积BH 称为磁能积，其中 最大者称为最大磁能积。
这是磁性材料单位体积储存和可利用的最大磁能密度的量度。
（3）矫顽力B H c ，它是指磁性材料 B-H 退磁曲线B=0处的磁场强度，其意义是对磁性材料反向磁 化过程中，使 B=0的反向磁场大小，通常 B H C V M H C 。
根据磁性材料矫顽力的大小，可将磁性 材料分为三类，及软磁、半硬磁及硬磁。
很多变压器铁芯，偏转线圈磁芯都是软磁材料制成 的。
硬磁材料都是作为磁场源（各种永久磁铁）来应用的。
磁性材料应用十分广泛，其特性测量方法有特殊性。
学习 又有方法学上的意义。
二、实验原理磁学量多为导出量，例如电流、电压、作用力等可以直接测量，但磁通、磁感应强度等 必须借助热学的、电学的、光学的物理量测量结果推算出来。
常用的且方便的方法是利用电 磁感应定律，从测量的电学量推算出磁学量。
根据法拉第定律，一个开路线圈内的磁通发生变化时，其两端产生感应电压如果线圈很截面积 S 、匝数N 均为定值，则(t)对感应电压积分有B HC广义的磁B-H 特性。
（简称剩磁），B-H 特性测量既有实用意义,则有(t)dtNSdB(t) dtB(t)1 NS(t)dt对线圈两端感应电压进行积分，有许多办法和仪器，用得比较普遍的是 R C有源积分RC NS eo三、实验仪器图2是根据法拉第感应定律用有源积分器进行B-H 磁滞回线测量的仪器框图。
e 0(t)1 Ri i (t) 1 i i ( t)dtC 1若适当选择R 、 C 的数值，满足RC_, f 为输入信号频率，则 fi i (t)e i (t) Re o (t)—e(t)dt RC (7)若 e(t) (t)d (t) dtNS M RSdB(t) -NS BRC(9)轻化茨證图2 B-H 回线测量仪器框图其中函数发生器和功率放大器给磁化装置提供随时间变化的磁化电流，磁通变化率检测 装置（检测线圈）将感应电压e （t ）響送给积分器，积分器输出与磁通①成正比的信 号至X-Y 记录仪的丫输入。
外加磁场测量装置测出与磁场对应的信号送至 X-Y 记录仪的X 输入。
于是记录到 OH 曲线。
再通过 ①与B 的关系算出B-H 曲线。
反馈网络是为了控制函数 发生器的扫描速度在 ①变化剧烈区间，①变化缓慢些，以便记录更精确。
四、硬磁材料的 B-H 磁滞回线测量硬磁材料矫顽力B H C 高，饱和磁化场 H s 高。
因此长江待测样品夹在电磁铁两磁极间，并尽可能使样品两端面平行光洁， 与电磁铁两磁极紧密接触， 以避免在样品内出现退磁场。
在样品上紧密绕N 匝线圈，线圈两端接入高输入阻抗的有源积分器。
利用磁场的切向连续性， 将特斯拉计探头紧靠样品表面，测出样品的磁化场H 。
图3为测量装置示意图。
B-H 磁滞回线的第二 （第四）象限部分称退磁曲线， 如图4所示。
如将退磁曲线上各点的 H 值和B 值相乘后，可发现乘积中有一个最大值，称为最大磁能积，即为（ HB ） M ，是硬磁材料最重要的参数之一，并可近似地从作图法求得，即分别从 B r 和H e 作H 轴与B 轴的平行线交于0'则直线0-0'与退磁曲线的交点 P 所对应的H 与B 值，就是达到该种硬磁材料最 大磁能积的相应值。
当利用硬磁材料产生恒定磁场时，就应根据实际可能，尽量将硬磁材料器件的形状设计成使该器件出于该种材料最大磁能积所对应的B M 处。
lft 字轩斯检丹］◎»电》 T 计IT 机采1B 处换向开关tii®tf图3硬磁材料B-H 磁滞回线测量装置五、软磁材料的 B-H 磁滞回线测量软磁材料的H c 低，饱和磁化场 H s低，一般情况将样品制成环状，作如图 5的配置。
在d（t）。
dt磁化场H 的测量可以根据安培环路定律，通过测量磁化线圈 HL i i N ii i N i L其中L 为环的平均长度。
又V i i r i 3 HN iX 输入端，将积分器的输出送 X-Y 记录仪的丫输入端，记录到 O -H 回线。
在如图5所示的测 量方法中，磁化线圈N 中通过适当的交变电流使其磁化。
线圈N 2为检测线圈，其两端电压（t ）N i 中的电流得到，即(10)，因此可将r i 上的电压信号送至 X-Y 记录装置的N 2S回线。
测量软磁材料的直流特性，甚低频特性时，X-Y 记录仪常用计算机采集系统等。
测量软磁材料的交流特性，特别是高频特性，记录装置可用示波器。
B ，其中S为样品环的截面积。
从而由 O-H回线，很容易得到B-H磁滞六、实验内容测出环状铁氧体永磁材料，块状硬磁材料，环状高频磁芯和软铁环的①-H曲线。
根据O-H曲线，画出B-H曲线，按图6所示的定义，算出剩磁B r，矫顽力B H C,最大磁能积(HB) M。
待测量亦可在①-H曲线上测出。
七、实验数据与处理1、实心磁铁测量数据与处理(1)、磁铁直径测量如表1所示测量一/cm测量二/cm测量三/cm平均值/cm2.65 2.68 2.69 2.67由此可以计算得到实心磁铁的面积S (d/2) 5.6cm。
(2)、实验室仪器给出的O-H图像如图7 所示tr(3)、用origin作出B-H图像线圈匝数N=10匝，由磁通量公式图8所示。
NBS可以求得磁感应强度B,从而作出B-H图像如□H* 看Icr图7实验室仪器给出的①"H图像2、环形磁铁测量数据与处理(1 )、空心线圈与环形磁铁直径测量空心线圈内径测量如表 2所示，环形磁铁内外径测量如表3所示。
表2空心线圈内径测量测量一 /cm测量二/cm 测量三/cm 测量四/cm 平均值d 0/cm3.403.403.453.453.43测量一 /cm测量二/cm 测量三/cm 测量四/cm 平均值/cm 内径 1.82 1.82 1.85 1.80 d 1=1.82 外径3.193.203.183.15d 2=3.18由此可以计算空心线圈与环形磁铁的面积分别为S o2 2(d 0 /2) 9.2 cm2 2 2S i (d 2/2) (d i /2) 5.3cm 。
(2)、空心线圈测量 对于空心线圈有nBS n( o H)S n o HS aH ，其中a为线圈常数。
实验室仪器所测图像磁能积(BH)M 1655.97KAT/m 。
图9空心线圈①-H 图像图10用origin 所作①-H 图像由图10可以得到①-H 图像斜率即线圈常数 a 0.32267mWb m/KA ，因此可以得到线圈 匝数 n a/ O S D 279(匝)。
(3) 、样品测量对于样品，由于空心线圈面积大于环形磁铁，故环形磁铁周围存在空隙。
下面推导此种情况下环形磁铁内磁感性强度 B 与总磁通量 ①和磁场H 的关系：1 nB 0(S 0 S) nBS n 0H (S 0 S) nBS aH n 0HS 1 nBS上式表示总磁通量 ①应该为空隙磁通量 ①0和磁铁磁通量 O1之和，其中S o S 为空隙面积。
由此可得■帯 可福译 袒I * *通过数据用origin 所作图并作现行拟合后如图 10所示。
J ■■■ b ■■圭Cjn• -*4 3Ti-BJTif-iK&B T A* hn- A2C0 400 eOD SOO 1IOOQ中Linear Fit or B-1000 -600 -tDO -400 2W-■400 =爷W-aH n 0HS1 aH---------- -------- 0Hnd nS1由此根据 O-H图像可以算出B，从而得到B-H的关系图。
实验室仪器给出的由图12可以得到剩磁B r 271.5mT，矫顽力B H C 176.6KA/m，在H 101.0KA/m 时，有最①■H图像如图11所示，用大磁能积（BH）M 14504.3KA mT/ m。
八、思考题1、如何利用B-H回线算出内禀矫顽力M H C?答：利用求出M-H 曲线，再用与求B H c 类似的方法就可以找到M H c 。
2、用作图法求得的最大磁能积（BH）M与计算的（BH）M有何差别？答：作图法将退磁曲线近似为一段直线。
但是，实验实际测量得到的结果明显偏离直线，因此用作图法得到的结果并不准确。
通过计算得到的（BH）M，其精确度只和测量精度有关,因此，计算得到的（BH）M 比作图法精确。