测量弱磁材料磁导率的方法

在开磁路下用补偿空气磁通冲击法测量弱磁材料磁导率的方法，适用于测量相对磁导率μr为1.0～4.0的弱磁材料。

1.试样

1）试样应为具有均匀截面的直圆棒或条形，其横截面积不小于20mm²，长度不小于100mm，并且试样长度和直径（或等效直径）之比符合表8-53的规定。

表8-53 试样的长度和直径（或等效直径）之比

注：等效直径是指具有与试样截面积相等面积的圆的直径。

2）试样应平直，表面粗糙度Ra不大于1.6μm，不应有肉眼所见毛刺、裂纹、孔洞及氧化皮等。

3）试样横截面面积的测量误差不大于±0.2%。

2.测量原理及电路

弱磁材料磁导率的测量方法通常采用单螺线管补偿空气磁通冲击法，其原理为：在磁化螺线管均匀磁场中部固定一个测量线圈，并与置于磁化场中的补偿线圈反向串接。为完全补偿测量线圈的空气磁通，再与补偿线圈正向串接一个低值可调的互感器次级线圈，然后接入检流计。测量时试样放入测量线圈SW₁之前要进行补偿，使之达到精确平衡。然后再将试样放入测量线圈中所要求的位置，磁化电流换向时，测量线圈中磁通发生变化，其大小取决于试样的磁性。测量原理电路如图8-44所示。

3.测量步骤

1）在试样放入测量线圈之前，为了消除测量线圈中的空气磁通，磁化螺线管应通以测量时的最大磁化电流，并调低值可调互感器。当磁化电流换向时，检流计偏转α₁应尽可能小，视为达到精确平衡。

2）将预先退磁的试样放进测量线圈SW₁中，使试样轴向中点与测量线圈轴向中点重合。通以指定磁化电流，然后稳磁3～5次。磁化电流换向时，冲击检流计偏转α₂。

图8-44 弱磁材料磁导率的测量原理电路

KH—磁化螺线管 SW₁—测量线圈 SW₂—补偿线圈 T_c—低值可调互感器 T—标准互感器Ⓖ—冲击检流计 Ⓐ—直流电流表 R₁—电流调节电阻 R₂、R₃—冲击检流计灵敏度调节电阻 R₄—标准互感器次级线圈的等效无感电阻 S₁—电流换向开关 E—直流电源 S₂、S₃—校正、

测量转换开关 S₄—检流计短路开关(www.xing528.com)

3）冲击常数K_B标定。接通标准互感器，再给标准互感器初级线圈通入适当的电流I_k，当电流换向时，冲击检流计偏转a_k，冲击常数按下面公式计算：

式中 K_B——冲击常数，单位为Wb/mm；

M——标准互感值，单位为H；

I_k——校正电流，单位为A；

a_k——冲击检流计偏转，单位为mm。

4）相对磁导率μ_r按下式计算：

式中 K_B——冲击常数，单位为Wb/mm；

a₁——磁通补偿存有残差引起检流计偏转，单位为mm；

a₂——测量线圈放入试样时检流计的偏转，单位为mm；

μ₀——磁性常数4π×10^-7，单位为H/m；

K——磁化螺线管常数，单位为m^-1；

I——磁化电流，单位为A；

N——测量线圈匝数；

A——试样截面积，单位为m²。