1、中华人民共和国国家标准软磁合金交流磁性能测量方法GB 3658-90 Solt皿ag回到kalloyt M . 皿nil咆代替GB3658-83 method for al饵”iativemagnetic properties 1 主题内害与适用范围本标准规定了用麦克斯韦电桥在起始磁化应测量弹性磁导率和用修正海氏电桥在中、高磁感应强度范匾内测量比铁损的定义、测量装置、测量步骤及计算方法。本标准适用于由软磁含金（铁镰、铁铝等带材制备的环形试样，在环境温度1035、频率60JO OOOHz、试样的次级感应电压披形畸变不超过3%的条件下进行测量不大于本标准规定的测量误差时，允许采用其他测量方法如有争
2、议，以本标准规定的立法为准。2定义和符号2. 1 弹性磁导率复数磁导率的实数部分，用符号向表示。2. 2 比铁损单位质量的试梓总的功耗，用符号凡表示，3测量原理3. 1 当测量试样的弹性磁导率时，把古有试样的线圈等效成一个电阻R，和一个电感L，的串联用麦克斯韦电桥测量L，的数值，再计算出试样的弹性磁导率曲。当测量试样的比铁损时，把吉有试样的线圈等效成一个电阻儿和一个电感L，的并联用修正海氏电桥测量鸟的数值，再汁算出试样的比铁损凡。3, 2麦克斯韦电桥和修正海氏电桥的原理线路如图l所示。国事技术监督局1990-0721批准1991-07-01实施 GB 3658 90 a 麦克斯韦电桥b修正海氏
3、电桥图1测量原理线路图R, 串联电阻，儿比例电阻；R, 平衡电阻，Ir.一补偿电阻，c，一平衡电容，一指零仪，交流磁化电源$一峰值电压表s二交流电压表，19一频率计FN, 撒磁绕组B的一次级绕组3.3在一定的磁场强度峰值下测量试样的弹性磁导率，用接在串联电阻R.两端的峰值电压表监视磁场强度是否达到预定值在一定的磁感应强度峰值下测量试样的比铁损，用接在次级绕组两端的交流电压袭来监视磁感应强度是否达到预定值。4试样4. 1 对于厚度不小于0.15mm的带材，采用环形试样，其内直径为32mm，外直径为40mm，叠厚57mm, 对于厚度小于0.15mm的带材，沿轧制方向取宽度为IOmm的条，经涂绝缘层
4、后卷绕成内直径为25mm，外直径为32mm的圆环。4. 2 试样应平整，无毛和l和裂纹等缺陷4. 3试样在进行热处理之前，用精度o.02回回的卡尺测量试样的内直径和外直径，用感量为千分之一88 GB 3658-90 克的天平称量试样的质量。4. 4制备好的试样，首先要进行热处理。经热处理后的试样，不应再受到应力冲击、压缩、拉伸、弯曲、振动等的作用。4. 5将热处理后的试样装入由非磁性绝缘材料制成的试样盒中。对于没涂绝缘层的试样，装盒时每片之间要垫绝缘纸。在试样盒外均匀地绕上次级绕组屿，然后再绕上激磁绕组N,.5测量集置5-1 麦克斯韦电桥5. 1. 1 激磁绕组N,推荐N，为4050臣，导线的
5、直径约0.3mm。5.1. 2 串联电阻凡Ro可分为10、JOO、500和IOOOQ囚档，无感电阻，在测量频率范围内精度不低于0.I级。5. 1. 3 比例电阻R.R，可分为JOO、500和IOOOQ三挡，无感电阻，其精度与凡相同。5. 1. 4平衡电阻儿该电阻是一个十进位的交流电阻箱。阻值范围为0Illll!Q，最小步进值为o.旧，在测量频率范围内精度与儿相同。5. 1. 5 平衡电容c,该电容是一个十进位的电容箱。电容范围为0J.Ill阔，最小步进值0.000 lF，在测试频率范围内电容箱精度不低于J.0级。5. 1. 6 晦值电压表该电压表是一个高阻扰、多量程的峰值电压表g频率范围，40
6、Hz100kHz; 测量范围11mV IO V（满度值）; 输入阻抗不小子MQ；精度不低于0.5级。s. 1. 7 指零仪频率范围，40Hz50kHz; 测量电压范围：30VlOOmV（满度值）；输入阻抗不小于！OOkQ;频率选择性z土4Hz带宽不大于3dB; 士20Hz带宽不大于42 dB。s. 1. 8 交流磁化电源E频率范围，40Hz15kHz，连续可调s频率稳定性，20min不超过士0.1%;输出电压稳定性z每分钟不超过土o.02%; 输出功率不小于5W;输出电压连续可调，最大为53v。5. 1. 9频率计频率计的精度为o.l级团5. 2 修正海氏电桥5. 2. 1 激磁绕组矶、次级绕
7、组的推荐N，为100臣，导线直径约O.4 mm ，几为20臣，导线直径约0.3mm。5. 2. 2 串联电阻R,89 GB 3658 90 该电阻要有足够的功率容量，为保证次级感应电压的波形为正弦，其阻值可为1!OQ，电阻功率不小于20w，无感电阻，在测量频率范围内精度不低于o.1级。s. 2. 3 比例电阻R,该电阻可采用交流电阻箱，其阻值范围为1000 100 OOOQ，在测量频率范围内精度与且相同。5. 2. 4平衡电阻R,该电阻是一个十进位的交流电阻箱，其阻值范围为0111llJQ，最小步进值为0.1Q固在测量频率范围内精度与凡相同。5. 2. 5补偿电阻Rw该电阻是用来补偿激磁绕组矶
8、的直流电阻。它是十进位的交流电阻箱，阻值范围为1001 111 10阻，最小步进值为JQQo在测量频率范围内精度与R，相同。5. 2. 6 平衡电容c,该电容是一个十进位的可调电容箱，电容范围为011.111眩，最小步进值为0.000 I F.在测试频率范围内电容箱精度不低于1.0级。5. 2. 7交流电压表本方法所用的交流电压表应是平均值电压表或平均值响应有效值刻度的高阻抗、多量程电压表2频率范围，40Hz100kHz; 测量范围：10mV 100 V（满度值h输入阻抗不小于100剧，精度不低于o.5级。5. 2. 8 指零仪频率范围：40Hz 50 kHz; 测量电压范围：100V 100
9、 V（满度值h输入阻抗不小于100kQ; 频率选择性：土4Hz带宽不大于二3dB; 土20Hz带宽不大于42dB;士40Hz带宽不大于60dB,5. 2. 9交流磁化电源E同5.1. 8, 5. 2. 10频率计同5.1. 9。5.3仪器检定本标准中所用计量器具应定期由计量部门检定，采用国家计量部门检定的标准试样对整套装置进行定期考核。6测量步骤s. 1 测量前必须先进行退磁，采用感应法退磁，如图2所示。90 GB 3658-90 图2交流退磁装置示意图T，一自藕变压器，T一退磁变压器，干交流电流表6. 1. 1 把试样如图2所示接好，调节自藕变压器的输出，使试样磁化到基本饱和（超过磁化曲线的
10、拐点），然后缓慢匀速地抽出退磁变压器的次级绕组约lm的距离，再将次级绕组转90角，断开电源。6. 1. 2退磁频率为50Hz，退磁时间约20s，退磁后搁置时间约3min, 6. 2 用麦克斯韦电桥测量试样在一定频率和定磁场强度峰值下的弹性磁导率曲，把试样按图I所示接入麦克斯韦电桥。s. 2.1 串联电阻R，两端的电压峰值C与磁场强度峰值fl之间的关系如公式(1）所示z式中，O电压峰值川3一试样的平均直径，mR.串联电阻值，n,J主磁场强度峰值，A/m;N，一激磁绕组臣数。3世Ru一HN, . ( I ) s. 2. 2 测量时，使指零仪和交流磁化电源的频率选择在规定值，调节磁化电源的输出，使峰
11、值电压表的指示值为给定的磁场强度峰值所对应的电压值。s. 2. 3反复交替调节电桥的平衡电容c，和平衡电阻儿，并配合提高指零仪的灵敏度，直到指零仪的指示最小为止。此时认为电桥已经平衡，记取平衡时的c，值。把磁化电源输出退回零。s. 3用修正海氏电桥测量试祥在一定频率和一定磁感应强度峰值的比铁损P，把试样按图1所示接入修正海氏电桥。s. 3. 1 测量前，要先测量激磁绕组凡的直流电阻仇，按公式（2）选取补偿电阻R.为2R！.：垦.( 2 ) R. 式中R.一补偿电阻值，Q;R，一电桥比例电阻值，Q;R. 一激磁绕组直流电阻值，Q。s. 3. 2 次级绕组两端的感应电压与测量频率和磁感应强度之间的
12、关系由公式（3）或公式（4）决定：D, = 4fN,SB ”.”( 3 ) 仇4. 44fN2SB .( 4) 91 GB 3658 90 式中zu, 次级绕组感应电压平均值，V;u一一次级绕组感应电压有效值，v,几次级绕组臣数gf 测量频率，Hz;s 试样横截面积，m;fJ 磁感应强度蜂值，T.6. 3. 3测量时，使指零仪和交流磁化电源的频率选择在规定值，调节磁化电源的输出，使交流电压表的指示值为给定的磁感应强度所对应的电压值6. 3. 4反复交替调节电桥的平衡电容c，和平衡电阻凡，并配合提高指零仪的灵敏度，直到指零仪指示最小为止。此时认为电桥己经平衡，记取平衡时的儿值，把磁化电源的输出退
13、回零。6. 4 测量弹性磁导率和比铁损时，首先要退磁，然后从低磁场测向高磁场，从低磁感应强度测向高磁感应强度每换一个频率都要先进行退磁。7计算7.1 试样的平均直径且用公式（5）计算z式中gd 试样的内直径，m;D 试样的外直径，m,. 2 试样的横截面积8用公式（6）计算式中，m一一试样的质量，kg;一一试祥的密度，kg/m. 3 串联等效电感L，用公式（7）计算s式中zL, 串联等效电感值，H;c, 平衡电容值，F。. 4 试样的弹性磁导率，用公式（8）计算z式中g的弹性磁导率，H/m.三d+D2 ( 5 ) s；主.L, = R,R,C, . ( 7 ) 1fl1L, ，一一ms ( 8
14、 ) . 5弹性磁导率的和相对弹性磁导率阳之间的关系如公式（9）所示：向。.，.”.( 9 ) 式中，。一一真空磁导率（问4nXio勺，H/m;阳相对弹性磁导率。. 6 并联等效电阻R.用公式(10）计算292 GB 3658 90 R,凡R一”(10)R, 式中zR，一并联等效电阻值，Q;儿一一平衡电阻值，Q。7. 7 试样的比铁损P，用公式(11)计算s式中：P，一一试祥比铁损，W/kg。8重复性P，监旦r. m且，符合本标准规定时，弹性磁导率和比铁损测试结果的重复性以标准偏差表示，分别为5%和3%。附加说明2本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。本标准由大连钢厂负责起草本标准主要起草人吴隆鹏、董安智、侯新字。93
