[其他]測量交流磁性的自校裝置及方法

無效

• 申請號: 85103660
• 申請日: 1985-05-19
• 公開（公告）號: CN85103660B
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發明（設計）人: 劉興民
• 申請（專利權）人: 陜西省計量測試研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 陜西省發明專利服務中心
• 代理人: 趙繼文

本發明屬于磁學計量測試技術領域。

對軟磁材料來說，大多是使用它們在交流磁場磁化下的特性。描述其交流磁性的參數有：交流磁化曲線、磁滯回線、峰值磁導率等。當前主要使用伏安法和交流磁性自動測量法等測量上述的交流磁性參數。而對這些交流磁性測量裝置的校準是按照國家標準GB-3655-831983-05-02發布的《電工鋼片（帶）磁性能測量方法》進行的。按照該文件第7節“測量裝置的檢定”，對交流磁性測量裝置的校準是采用計量部門發放的標準樣品進行的。它是一種傳統的校準裝置和方法，在國內外廣泛使用著。這種方法對交流磁化曲線量值傳遞的準確度在最好的情況下也只能達到±1.5%;標準樣品的性能隨時間、溫度變化而變化，且這種變化是不可逆的;另外標準樣品對外界電磁場干擾敏感，因此樣品的保存條件要求復雜。

本發明的目的是用標準互感線圈替代標準樣品，以消除標準樣品隨時間、溫度、外界電磁場的影響，從而提高測量裝置的校準準確度，同時，可以達到對交流磁性測量裝置進行自校的目的。

本發明中測量交流磁性的自校裝置，其發明要點在于采用標準互感線圈M替代標準樣品，作為自校裝置的組成部分。標準互感線圈M是不含鐵芯的，無取向的，在交流工作狀態下其精度為1×10^-3～1×10^-4。

該裝置的磁通波形發生器鐵芯，可采用圓環形的硅鋼或鐵鎳合金材料。當為硅鋼鐵芯時，其外徑可為80～110毫米，內徑可為40～70毫米，橫截面積可為4～5平方厘米，線圈初級匝數可為100～200匝，次級匝數可為100～300匝;當為鐵鎳合金材料時，其外徑可為50～60毫米，內徑可為30～40毫米，橫截面積可為1～2平方厘米，線圈初級匝數可為50～80匝，次級匝數可為70～100匝。

本發明中測量交流磁性裝置的自校方法，其發明要點在于使用上述測量交流磁性裝置進行校準，是將標準互感線圈M的互感系數標稱值視為標準量，同時電源頻率f在400～5000赫范圍內變化。當f調節為這個范圍內某一值時，將電源U的輸出電壓調節在0.1～5伏范圍內而進行自校。

對附圖1所示的裝置校準時，把標準互感線圈的互感系數標稱值M視為標準量，另一方面在互感線圈的互感系數M₁值為已知的情況下，當電源頻率f給定為某一值時（f的范圍為400～5000赫），可在0.1～5伏范圍內調節電源U的輸出電壓值U。對于一個U值，可對應的由電壓平均值測量儀表Ｕ₁、Ｕ₂測量出一組Ｕ₁、和Ｕ₂值，將5～10組Ｕ₁和Ｕ₂值分別代入公式

M＝M₁Ｕ₂/Ｕ₁

計算出標準互感線圈的互感系數M值，這樣可相應求出5～10個M值，然后取算術平均值。把由此得到的計算值和標稱值進行比較，即可得到校準誤差，從而對這種交流磁性測量裝置進行了校準。根據誤差分析和在“軟磁材料音頻磁特性國家標準裝置”（該裝置由陜西省計量院研制，1979年11月9日國家計量局委托陜西省計量局組織鑒定，同意作為我國軟磁材料音頻磁特性國家標準裝置。之后中國計量科學研究院復制一套）上的實驗表明，當電壓平均值測量儀表Ｕ₁和Ｕ₂的誤差小于±0.1%，互感線圈的互感系數M₁的誤差小于±0.1%時，本發明的校準準確度優于±0.5%，比一般的標準樣品法準確度高3倍。

在磁測量中，大量遇到的是失真波形，當在高磁感應下進行測量時，磁場和磁通波形的畸變是極為嚴重的，失真度達到30～40%，為了模擬到能在這種畸變的波形下進行校準，發明人研制了一種磁通波形發生器，其結構在前述的自校裝置的發明要點中已經說明。在交流磁性測量裝置中增設了磁通波形發生器以后，就可以在各種畸變波形下進行校準。對附圖2所示的裝置進行校準時，其方法步驟完全同于對圖1所示的裝置進行校準的方法步驟。

用標準互感線圈和帶（或不帶）磁通波形發生器的技術方案，同樣適用于校準另外一種伏安法測量交流磁性裝置（該裝置的初級回路電流峰值由電阻測量）。