实验四 磁性参数的测量 一。 实验目的 1.熟悉冲击法测量磁性参数的测试方法。 2.测定软磁材料的磁化曲线和磁滞回线。 二.实验原理： 铁磁性物质的磁化曲线(MH或B-H是非线形的。如图1所示，随磁化场的增加，磁 化强度M或磁感应强度B开始时增加较缓慢，然后迅速增加，再转而缓慢增加，最后磁 化饱和，磁化强度不再随磁场强度增加而增加。M称为饱和磁化强度，B称为饱和磁感 应强度。对一个磁化至饱和的样品退磁时，M并不按照磁化曲线反方向进行，有滞后现 象。当H减小到零时，M=M(B=uoM)。Mr或B称为剩余磁化强度或剩余磁感应强度 (简称剩磁)。若欲使M=O,则必须加一个反向磁场H,称作矫顽力。当反向H继续增 加，可至反向饱和。如图4-1中所示，当H从+Hm变到-Hm再回到+Hm,试样的磁化曲线 形成一个封闭的曲线，称为磁滞回线。 M(B) m M b M -Hm 图4-1铁磁体的磁化曲线和磁滞曲线 磁性材料按矫顽力大小可分为两类：既矫顽力很大的硬磁材料[H≈104~10Am (102104)1和矫顽力很小的软磁材料H≈1A/m(102)]。 测磁性材料的磁化曲线和磁滞回线，最常用的是冲击法。本实验中采用的仪器为直 流磁特性测量仪，其磁化电源扫描控制器，积分器和XY记录仪连结时的原理图如下： 60
60 实验四 磁性参数的测量 一． 实验目的 1.熟悉冲击法测量磁性参数的测试方法。 2.测定软磁材料的磁化曲线和磁滞回线。 二．实验原理： 铁磁性物质的磁化曲线(M-H 或 B-H)是非线形的。如图 1 所示，随磁化场的增加，磁 化强度 M 或磁感应强度 B 开始时增加较缓慢，然后迅速增加，再转而缓慢增加，最后磁 化饱和，磁化强度不再随磁场强度增加而增加。Ms称为饱和磁化强度，Bs 称为饱和磁感 应强度。对一个磁化至饱和的样品退磁时，M 并不按照磁化曲线反方向进行，有滞后现 象。当 H 减小到零时，M=Mr（Br=0Mr）。Mr或 Br称为剩余磁化强度或剩余磁感应强度 （简称剩磁）。若欲使 M=0，则必须加一个反向磁场 Hc，称作矫顽力。当反向 H 继续增 加，可至反向饱和。如图 4-1 中所示，当 H 从+Hm变到-Hm再回到+Hm，试样的磁化曲线 形成一个封闭的曲线，称为磁滞回线。 图 4-1 铁磁体的磁化曲线和磁滞曲线 磁性材料按矫顽力大小可分为两类：既矫顽力很大的硬磁材料[Hc10 4~10 6A/m （10 2~10 4）]和矫顽力很小的软磁材料[Hc1A/m（10 -2）]。 测磁性材料的磁化曲线和磁滞回线，最常用的是冲击法。本实验中采用的仪器为直 流磁特性测量仪，其磁化电源扫描控制器，积分器和 XY 记录仪连结时的原理图如下：
主电照 图4-2直流磁特性测量仪原理图 在样品上绕上初级线圈N1和次级线圈N2,在初级线圈中通一电流I,从而在线圈N1 中产生一磁场H,同时在样品中产生了磁通Φ，当此磁通发生变化时就在样品次级中产生 一感应电压U2 U2-Na dt dΦ Φ=7 B=Φ-U,dh AN,·A H=04W.I=K1 D 式中：D为样品的平均直径(cm)D=(Dn+D)/2 N1为样品的初级绕组圈数 N2为样品的次级绕组圈数 I为样品的初级磁化电流 A为样品的横截面积 B为磁感应强度 H为磁场强度 K为比例系数 由上式可知H正比于I,所以从与样品N1串联的分流电阻上取出一定的电压U1,经 过扫描发生器的第一级带有H定标器的放大器运算后其输出加到XY记录仪的X端作为 所测的磁场值(H),所以扫描控制器和电流量程选择的配合能产生所需要数值连续变化 61
61 图 4-2 直流磁特性测量仪原理图 在样品上绕上初级线圈 N1和次级线圈 N2，在初级线圈中通一电流 I，从而在线圈 N1 中产生一磁场 H，同时在样品中产生了磁通，当此磁通发生变化时就在样品次级中产生 一感应电压 U2 U2= dt d N 2 U dt N 2 2 1 N A U dt A B 2 2 K I D N I H 0.4 式中：D 为样品的平均直径（cm） ( )/ 2 D Din Dout N1为样品的初级绕组圈数 N2为样品的次级绕组圈数 I 为样品的初级磁化电流 A 为样品的横截面积 B 为磁感应强度 H 为磁场强度 K 为比例系数 由上式可知 H 正比于 I，所以从与样品 N1串联的分流电阻上取出一定的电压 U1，经 过扫描发生器的第一级带有 H 定标器的放大器运算后其输出加到 XY 记录仪的 X 端作为 所测的磁场值（H），所以扫描控制器和电流量程选择的配合能产生所需要数值连续变化
的Hm的扫描磁场。 次级线圈感应出的电压U2通过积分器得到U2的积分值经过B定标器得到磁感应B 值，将其加到XY记录仪Y端，从而在XY记录仪上能自动连续地绘出样品的磁滞回线。 三.实验器材： 1.CL6-1直流磁特性测量仪 2.坡莫合金1J79 四.操作步骤： (1)在环型试样（若试样为薄片状或细丝状可饶成环型）上仔细绕上初级线圈和次级 线圈 (2) 连接样品的初次级线圈N1和N2分别到电流输出端和积分放大器的端口。 (3)根据不同的样品选择合适的测量电流，磁通量程 (4)打开电源，对积分器进行漂移校正 (5)开始正式测量。 五.实验结果与讨论： 1.根据所测得的曲线定出Ms,M,和H。 2.讨论该仪器装置是否适合测量硬磁材料。 62
62 的 IHm的扫描磁场。 次级线圈感应出的电压 U2 通过积分器得到 U2 的积分值经过 B 定标器得到磁感应 B 值，将其加到 XY 记录仪 Y 端，从而在 XY 记录仪上能自动连续地绘出样品的磁滞回线。 三．实验器材： 1．CL6-1 直流磁特性测量仪 2．坡莫合金 1J79 四． 操作步骤： （1） 在环型试样（若试样为薄片状或细丝状可饶成环型）上仔细绕上初级线圈和次级 线圈 （2） 连接样品的初次级线圈 N1和 N2分别到电流输出端和积分放大器的端口。 （3）根据不同的样品选择合适的测量电流，磁通量程 （4）打开电源，对积分器进行漂移校正 （5）开始正式测量。 五．实验结果与讨论： 1．根据所测得的曲线定出 Ms, Mr, 和 Hr。 2．讨论该仪器装置是否适合测量硬磁材料