DIN EN 60404-14-2003 Magnetic materials - Part 14 Methods of measurement of the magnetic dipole moment of a ferromagnetic material specimen by the withdrawal or rotation method (IE.pdf

1、DEUTSCHE NORM Februar 2003Magnetische WerkstoffeTeil 14: Verfahren zur Messung des magnetischen Dipolmomentes einer Probeaus ferromagnetischem Werkstoff mit dem Abzieh- oder dem Drehverfahren(IEC 60404-14:2002) Deutsche Fassung EN 60404-14:2002EN 60404-14ICS 29.030Magnetic materials Part 14: Methods

2、 of measurement of the magnetic dipole moment of aferromagnetic material specimen by the withdrawal or rotation method(IEC 60404-14:2002); German version EN 60404-14:2002Matriaux magntiques Partie 14: Mthode de mesure du moment magntique coulombiendune prouvette de matriau ferromagntique par la mtho

3、de du retraitou la mthode par rotation(CEI 60404-14:2002); Version allemande EN 60404-14:2002Die Europische Norm EN 60404-14:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.Beginn der GltigkeitDie EN 60404-14 wurde am 2002-10-01 angenommen.Nationales VorwortFr die vorliegende Norm ist das nationale Arbeits

4、gremium K 171 Magnetische Legierungen und Stahlder DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEzustndig.Norm-Inhalt war verffentlicht als E DIN IEC 68/213/CD:2000-04.Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 68 Magnetic alloys and steels erarbeitet.Das IEC-K

5、omitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zum Jahr 2009 unverndertbleiben soll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert.Fortsetzung Seite 2und 14 Seiten ENDKE Deutsch

6、e Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 B

7、erlinRef. Nr. DIN EN 60404-14:2003-02Preisgr. 12 Vertr.-Nr. 2512DIN EN 60404-14:2003-022Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe desAusgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich dieVerweisu

8、ng auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die inBezug genommene Ausgabe der Norm.Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, sow

9、eit einZusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel:IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 insDeutsche Normenwerk aufgenommen.IEC hat 1997 die Benummerung der IEC-Publikationen gendert. Zu den bish

10、er verwendeten Normnummernwird jeweils 60000 addiert. So ist zum Beispiel aus IEC 404 nun IEC 60404 geworden.EUROPISCHE NORMEUROPEAN STANDARDNORME EUROPENNEEN 60404-14Oktober 2002ICS 17.220.20; 29.030 Deutsche FassungMagnetische WerkstoffeTeil 14: Verfahren zur Messung des magnetischen Dipolmomentes

11、 einer Probeaus ferromagnetischem Werkstoff mit dem Abzieh- oder dem Drehverfahren(IEC 60404-14:2002)Magnetic materialsPart 14: Methods of measurement of themagnetic dipole moment of a ferromagneticmaterial specimen by the withdrawal or rotationmethod(IEC 60404-14:2002)Matriaux magntiquesPartie 14:

12、Mthode de mesure du momentmagntique coulombien dune prouvette dematriau ferromagntique par la mthode duretrait ou la mthode par rotation(CEI 60404-14:2002)Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2002-10-01 angenommen. DieCENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zuerfllen,

13、 in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser EuropischenNorm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist.Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren biblio-graphischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mit-g

14、lied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch,Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache ge-macht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt

15、 worden ist, hat den gleichen Status wiedie offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien,Dnemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien,Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Portugal, Schwed

16、en,der Schweiz, der Slowakei, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn und demVereinigten Knigreich.CENELECEuropisches Komitee fr Elektrotechnische NormungEuropean Committee for Electrotechnical StandardizationComit Europen de Normalisation ElectrotechniqueZentralsekretariat: rue de Stassart 35,

17、B-1050 Brssel2002 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.Ref. Nr. EN 60404-14:2002 DEN 60404-14:20022VorwortDer Text des Schriftstcks 68/254/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 60404-14, ausgearbeitet v

18、on demIEC TC 68 Magnetic alloys and steels, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen undvon CENELEC am 2002-10-01 als EN 60404-14 angenommen.Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen nationalenNorm o

19、der durch Anerkennung bernommen werdenmuss (dop): 2003-07-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, dieder EN entgegenstehen, zurckgezogen werdenmssen (dow): 2005-10-01Anhnge, die als normativ bezeichnet sind, gehren zum Norminhalt.Anhnge, die als informativ bezeichnet sind, enthalten nur Informat

20、ionen.In dieser Norm ist Anhang ZA normativ und sind die Anhnge A, B und C informativ.Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt._AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 60404-14:2002 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderungals Europische Norm angenommen._EN 60404-14:20023InhaltSei

21、teVorwort. 2Einleitung . 41 Anwendungsbereich 52 Normative Verweisungen. 53 Begriffe 55 Allgemeine Grundlagen der Messung . 65 Probe . 76 Momentenmessspule. 77 Magnetischer Flussintegrator 78 Messung des magnetischen Dipolmoments eines magnetisierten Werkstoffs . 78.1 Korrektur der Integratoranzeige

22、 in Bezug auf Belastungseffekte bei nicht kalibriertemIntegrator . 78.2 Schaltung fr die Messung bei Kalibrierung des Integrators mit einer Gegeninduktivitt. 78.3 Kalibirierung der Messanordnung fr das magnetische Dipolmoment mit Hilfe einerkalibrierten Dauermagnetprobe . 88.4 Abziehverfahren. 88.5

23、Drehverfahren 99 Bestimmung des magnetischen Sttigungsdipolmoments 910 Bestimmung der magnetischen Polarisation J 1011 Bestimmung der spezifischen magnetischen Sttigungspolarisation s. 1012 Kalibrierung der Messanordnung fr das magnetische Sttigungs-Dipolmoment 1013 Unsicherheit der Messung. 1014 Pr

24、fbericht . 10Anhang A (informativ) Messung an Proben, die lnger sind als die homogene Zone derHelmholtzspulen 11Anhang B (informativ) Messung an ferromagnetischen Proben mit hohem magnetischemSttigungsfeld, z. B. einer Hartmetall-Probe mit hohem Cobaltgehalt 12Anhang C (informativ) Messung an einer

25、Probe kleiner Masse, z. B. einer Hartmetall-Probe miteinem Cobaltgehalt unter 50 mg . 12Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihrenentsprechenden europischen Publikationen .13Bild 1 Schaltkreis zur Messung des magnetischen Dipolmoments 8Bild 2 Eisenlose Mag

26、netanordnung 9Bild 3 O-Joch-Magnetanordnung 9EN 60404-14:20024EinleitungDas magnetische Dipolmoment j einer ferromagnetischen Werkstoffprobe ist eine ntzliche Kenngre frden Vergleich von Eigenschaften insbesondere bei Dauermagnetwerkstoffen. Die Messung des magneti-schen Sttigungsdipolmoments je Mas

27、seneinheit (spezifische magnetische Sttigungspolarisation S) ist einespezielle, weithin benutzte Anwendung zur Charakterisierung von Verbund-Hartmetallen. Whrend dieseWerkstoffe im Wesentlichen unmagnetisch sind, wird hier Cobalt oder Nickel als Binder eingesetzt, und es isterforderlich, eine optima

28、le Zusammensetzung und rumliche Verteilung der Binderphase mit groer Repro-duzierbarkeit zu erreichen. Die Bestimmung der spezifische magnetischen Sttigungspolarisation ist in derHartmetall-Industrie eingefhrt als ein einfaches, schnelles und zerstrungsfreies Messverfahren.Die Messung ist, in weiten

29、 Grenzen, unabhngig von der Form und Gre der Probe. Wenn der Werkstoffwie beim Verbund-Hartmetall nur eine ferromagnetische Komponente (Cobalt oder Nickel) enthlt, ist esmglich, den prozentualen Anteil mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.Eine weitere ntzliche Gre, die man aus der Messung des magnetis

30、chen Dipolmoments einer Probe undihres Volumens erhalten kann, ist die magnetische Polarisation J. Der Wert der magnetischen Sttigungspo-larisation ist bei gewissen magnetischen Werkstoffen von besonderem Interesse. Kugelfrmige, ellipsoidi-sche und zylindrische Referenzproben aus Nickel mit gemessen

31、en Werten der Sttigungspolarisation werdenzur Kalibrierung von Schwingprobenmagnetometern benutzt.EN 60404-14:200251 AnwendungsbereichDieser Teil der IEC 60404 ist auf alle ferromagnetischen Werkstoffe anwendbar. Er zielt insbesondere auf dieMessung des magnetischen Dipolmoments von Dauermagnet-(har

32、tmagnetischen)Werkstoffen und auf dieMessung der spezifischen magnetischen Sttigungspolarisation von Verbund-Hartmetallen mit ferro-magnetischem Binder.Das Anliegen dieser Norm ist es, die allgemeinen Grundlagen der Bestimmung des magnetischen Dipolmo-ments einer ferromagnetischen Werkstoffprobe mit

33、 Hilfe einer Momentenmessspule in einem offenen mag-netischen Kreis zu beschreiben. Durch Einbeziehen einer Einrichtung zum Magnetisieren des Werkstoffs bisin die Sttigung kann auch das magnetische Sttigungsdipolmoment bestimmt werden. Zustzlich kann derDurchschnittswert der magnetischen Polarisatio

34、n einer Probe aus der Messung ihres magnetischen Dipol-moments und ihres Volumens abgeleitet werden. Die Kalibrierung von Spulensystemen, die ein magneti-sches Moment darstellen, und die Messung des magnetischen Dipolmoments schwach magnetischer Werk-stoffe knnen ebenfalls mit Hilfe dieses Verfahren

35、s ausgefhrt werden.Die Messungen werden normalerweise bei Zimmertemperatur ausgefhrt, jedoch knnen auch Messungenbei anderen Temperaturen durch Aufheizen oder Khlen des Probenraumes innerhalb der Momenten-messspule vorgenommen werden.Die Messung der remanenten Flussdichte, der Koerzitivfeldstrke, de

36、s maximalen Energieprodukts und an-derer Kenngren kann in einem geschlossenen magnetischen Kreis vorgenommen werden, wie dies inIEC 60404-4 und IEC 60404-5 beschrieben wird. Die Messung der auf die Polarisation bezogenen Koerzitiv-feldstrke HcJvon magnetisch weichen und halbharten Werkstoffen kann a

37、uch im offenen magnetischenKreis nach IEC 60404-7 vorgenommen werden.2 Normative VerweisungenDie nachfolgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datiertenVerweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Aus-

38、gabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen).IEC 60050(121), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) Part 121: Electro-magnetism.IEC 60050(151), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) Part 151: Electrical and magnetic devices.IEC 60050(221), International E

39、lectrotechnical Vocabulary (IEV) Chapter 221: Magnetic materials andcomponents.IEC 60404-4, Magnetic materials Part 4: Methods for the measurement of d.c. magnetic properties of mag-netically soft materials.IEC 60404-5, Magnetic materials Part 5: Permanent magnet (magnetically hard) materials Method

40、s ofmeasurement of magnetic properties.IEC 60404-7, Magnetic materials Part 7: Method of measurement of the coercivity of magnetic materials inan open magnetic circuit.ISO, Guide to the expression of uncertainty in measurement.3 BegriffeFr die Anwendung dieses Teils der IEC 60404 gelten die in IEC 6

41、0050(121), IEC 60050(151) undIEC 60050(221) angegebenen Begriffe.EN 60404-14:200264 Allgemeine Grundlagen der MessungWenn eine magnetisierte Probe aus einer kalibrierten Momentenmessspule, die mit einem kalibrierten mag-netischen Flussintegrator verbunden ist, herausgezogen wird, dann kann das magne

42、tische Dipolmoment derWerkstoffprobe bestimmt werden aush/j k= (1)Dabei ist:j magnetisches Dipolmoment in Weber mal Meter;khMagnetfeld-zu-Stromstrke-Konstante der Momentenmessspule in (Ampere je Meter) je Ampere,h/kHI= . nderung des magnetischen Flusses auf Grund der Drehung der Probe in oder des Ab

43、ziehens aus derMomentenmessspule in Weber;H magnetische Feldstrke in Ampere je Meter;I elektrische Stromstrke in Ampere.Wenn die Probe im Zentrum der Momentenmessspule um 180o gedreht wird, wird Gleichung (1) zu:h/ 2j k= (2)Wenn das Volumen der Probe bestimmt wird kann die magnetische Polarisation J

44、 am Arbeitspunkt bestimmtwerden nach/J jV= (3)Dabei ist:J magnetische Polarisation am Arbeitspunkt in Tesla;j magnetisches Dipolmoment in Weber mal Meter;V Probenvolumen in Kubikmetern.Wenn eine Einrichtung zum Magnetisieren des Werkstoffs bis in die Sttigung innerhalb der Momenten-messspule vorhand

45、en ist, knnen auch die Sttigungswerte des magnetischen Dipolmoments jssowie dermagnetischen Polarisation Jsbestimmt werden. Aus dem Sttigungswert des magnetischen Dipolmomentsund der Masse der Probe kann die spezifische magnetische Sttigungspolarisation bestimmt werden gemss/j m = (4)Dabei ist:sspez

46、ifische magnetische Sttigungspolarisation in Tesla mal Kubikmeter je Kilogramm;jsdas magnetische Sttigungsdipolmoments in Weber mal Meter;m Masse der Probe in Kilogramm.ANMERKUNG Die Norm IEC 60050(221), Abschnitt 01-06, definiert die Gre (Massen-)Sttigungs-Magnetisierungs-dichte oder spezifische St

47、tigungsmagnetisierung folgendermaen: Sttigungsmagnetisierung geteilt durch die Mas-sendichte (in Ampere mal Meter zum Quadrat je Kilogramm). Das Formelzeichen ist . Jedoch ist eine Gre in denEinheiten Tesla mal Kubikmeter zum Quadrat je Kilogramm in der Praxis verbreitet, die ebenfalls mit dem Forme

48、lzeichen beschrieben wird. Die beiden unterscheiden sich um den Faktor 0, der magnetischen Feldkonstante (4 10-7Henryje Meter).EN 60404-14:200275 ProbeDie Probe muss in einer geeigneten Form vorliegen, die an den homogenen Feldbereich der Momenten-messspule angepasst ist. Wenn das Sttigungsdipolmome

49、nt bestimmt werden soll, dann muss eine regel-mig geformte Probe mit Maen, die an die Magnetisiereinrichtung angepasst sind, benutzt werden. Wennder Werkstoff magnetisch anisotrop ist, dann muss dessen magnetische Achse bestimmt und auf derOberflche der Probe oder in einer Zeichnung in geeigneter Weise markiert werden.6 MomentenmessspuleEine kalibrierte Momen