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磁测量常用专业术语总结和磁性能参数对应的磁测量仪器
永逸科技 | 2020-04-25 10:41:58    阅读:42   发布文章
  磁测量常用专业术语及含义
  以下是符合JJG1013-93 磁学计量常用名词术语及定义试行技术规范的磁测量常用专业术语及含义。 
  1 一般术语 General terms
  硬磁材料 Magnetically hard material 也称永磁材料通常指矫顽力不低于10 kA/m 的磁性材料。
  软磁材料 Magnetically soft material 通常指矫顽力不高于1000 A/m 的磁性材料。 
  磁通计 Fluxmeter 利用电磁感应定律,测量感应电动势对时间的积分原理制成的测量磁通量变化的直读仪表。
  磁强计 Magnetometer 测量磁场的仪器。
  高斯计 Gauss meter; gaussmeter是检测磁体磁感应强度的专用仪器,是磁性测量领域中用途最为广泛的测量仪器之一。
  磁性材料标准样品 Standard specimen of magnetic material 是指由计量部门按规定的技术条件制做,给出磁性材料磁特性参数值,经一定时间考核,性能稳定,再经国家最高计量部门正式批准作为标准量具使用的磁性材料样品。 注:(1) “磁性材料标准样品”的作用是用来校准或评定测量磁性材料磁特性的仪器(仪表)或装置的误差。“磁性材料标准样品”性能的高低不做为判别该样品所代表的材料性能优劣的依据。
  2 磁化状态
  2. 1 磁化曲线 Magnetization curve 
  表示当磁场强度变化时,材料的磁通密度、磁极化强度或磁化强度变化的的一条曲线。FE-2100SD软磁材料直流测量系统,自动测量软磁材料在静态(直流)条件下的基本磁化曲线和磁滞回线,准确测量起始磁导率μi、最大磁导率μm、饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力Hc和磁滞损耗Pu等静态磁特性参数。FE-2100SA 型软磁交流测量装置可用于对软磁铁氧体、坡莫合金、非晶和纳米晶等软磁材料闭路样品的准确测量。自动测量软磁材料在动态(交流)条件下的交流磁滞回线、磁化曲线和损耗曲线等。准确测量剩磁Br、矫顽力Hc、比总损耗Ps、振幅磁导率µa、损耗角δ、电阻磁导率µR、电感磁导率µL、弹性磁导率µ′、粘性磁导率µ〞、电感系数AL以及Q值等动态磁特性参数。
 
  注:在表示磁通密度曲线、磁极化强度曲线或磁化强度曲线的区别时,可使用下列术语:B-H曲线;J-H曲线;M-H曲线。
  2. 2 B-H(J-H)(M-H)磁滞回线 Hystersis B-H(J-H)(M-H)loop 显示磁滞现象的一种闭合磁化曲线。
  注:根据磁滞的定义,磁滞回线是由静态磁化曲线构成的,然而也可以大概地认为由动态磁化曲线形成回线,虽然这种回线通常还将依赖于除磁滞以外的其他过程,术语 B-H(J-H)(M-H)回线可以用来表示动态情况。 
  2.3 磁饱和 Saturation 材料受一很强的外磁场作用,以致其磁极化强度基本上不随外磁场的增加而继续增加时所处的状态。 
  2. 4 永磁样品性能参数:FE-2100H永磁材料磁性测量仪适用于测量各种铁氧体、铝镍钴、钕铁硼和钐钴等永磁材料的剩磁Br、矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj和最大磁能积BHmax等磁性能参数,并显示B&J-H磁滞回线和退磁曲线。
  2. 4. 1 剩磁(顽磁)Br Remanence Br
  从材料饱和状态出发,单调地变化磁场强度而得到的剩余磁通密度值。 单位名称为特斯拉,单位符号为 T 。
  2. 4. 2 矫顽力HcB(HcJ) Coercivity HcB(HcJ)
  磁场强度从材料饱和状态单调变化所得到的矫顽磁场强度值。
  注:(1) HcB 通常称为磁感矫顽力。 (2) HcJ 称为内禀矫顽力。(3) 对于HcJ大于2000 kA/m 的材料,测量HcJ将变得极其困难,这时采用 Hk 值代替 HcJ 值。Hk 值是磁极化强度在退磁曲线上从剩磁点变到 Br 的90%时所对应的磁场强度值。单位名称为安每米,单位符号为 A/m 。
  2. 4. 3 BH (磁能积) BH product (Magnetic energy product) 在永磁体的退磁曲线任意点上,磁通密度 B 与磁场强度 H 的乘积。它是单位体积永磁体产生的外磁场中储存的能量的量度。注:(1) 用(BH)max 表示在退磁曲线上得到的最大值。(2) 每单位体积的永磁体在它产生的外磁场中的储存的能量为 W = BH / 2 单位名称为千焦每立方米,单位符号为 kJ/m^3 。 3. 4 软磁样品性能参数
  2. 4. 4 起始磁导率 μi Initial permeability μi
  处于磁中性状态下的材料,当磁场强度趋于无限小时,磁导率的极限值。 注:(1) 当材料处于静态磁化条件下,定义 μist = lim(B/H/μ0) ,其中 H → 0,称为静态起始磁导率。当材料处于动态磁化条件下,定义μi = lim μa ,其中 H → 0,称为起始磁导率。(2) 实际工作中磁场强度取技术约定值,其值由有关国家标准(或行业标准)中规定。
  2. 4. 5 最大磁导率 μm Maximum permeability μmax 对应正常磁化曲线上各点磁导率的最大值。
  2. 4. 6 剩磁 Br Remanence Br 与2.4.1的定义相同。 
  2. 4. 7 饱和磁通密度(饱和磁感应强度) Bs Saturation flux density (Saturation magnetic induction) Bs 磁性材料磁化到饱和时的磁通密度。 注:实际应用中,通常指基本达到磁饱和的某一指定磁场强度值所对应的磁通密度值。单位名称为特斯拉,单位符号为 T 。 
  2. 4. 8 矫顽力 Hc Coercivity Hc
  磁场强度从材料饱和状态单调变化所得到的矫顽磁场强度值。 单位名称为安每米,单位符号为 A/m 。
  2.4.9 测试频率 f Frequency f 指励磁电源的输出频率。单位名称为赫兹,单位符号为 Hz 。
  2.4.10 振幅磁导率 μa Amplitude permeability μa 当磁场强度随时间周期变化时,其平均值为零且材料处于规定的磁中性状态时,在磁通密度或磁场强度的某一规定幅值下,磁通密度的峰值除以外加磁场强度的峰值,所得到的相对磁导率。注:(1) 通常情况下,使用两种振幅(幅值)磁导率,即:都取磁通密度峰值 Bm 和磁场强度峰值 Hm ;或者均取上述两者基波分量的峰值(在此情况下,还必须区分哪个波形为正弦波)。 (2) 在极限情况下,如果材料处于循环磁状态,则 Bm 和 Hm 可以是静态值。
  2. 4. 11 损耗角 δ loss angle δ指磁通密度和磁场强度基波分量之间的相位移。单位名称为度(弧度),单位符号为(°)(rad)。
  2. 5 磁性材料的总损耗 Pt Total losses of a magnetic material Pt 指磁性材料从随时间变化的电磁场中吸收的并以热的形式耗散的功率。 单位名称为瓦,单位符号为 W 。 注:在实际应用中,用 Pc 代表 Pt 。
  2. 5.1 比总损耗 Ps(Pv) Total loss density Ps(Pv) 指在均匀磁化材料中,总损耗除以物体的质量(或体积)。单位名称为瓦每千克(瓦每立方米),单位符号为 W/kg(W/m^3)。 
  2. 5.2最大磁通密度 Bm Maximum magnetic flux density Bm 指交流磁滞回线上所对应的最大磁通密度值。 单位名称为特斯拉,单位符号为 T 。
  2. 5.3 最大磁场强度 Hm Maximum magnetic field strength Hm 指交流磁滞回线上所对应的最大磁场强度值。 单位名称为安每米,单位符号为 A/m 。 Hk:对于HcJ大于2000 kA/m 的材料,测量HcJ将变得极其困难,这时采用 Hk 值代替 HcJ 值。Hk 值是磁极化强度在退磁曲线上从剩磁点变到 Br 的90%时所对应的磁场强度值。 单位名称为安每米,单位符号为 A/m 。 Hm:
最大磁场强度 Hm Maximum magnetic field strength Hm 指交流磁滞回线上所对应的最大磁场强度值。 单位名称为安每米,单位符号为 A/m 。
  3、磁性材料基础知识
  1)概述
  磁性材料可以有不同的分类方式:
  按其应用可以分为:硬(永)磁材料,软磁材料、磁信息材料、磁光材料等;
  按其电性能可分为:金属磁性材料和非金属磁性材料(主要是铁氧体);
  按原子排列状态可分为:多晶磁性材料、单晶磁性材料、非晶磁性材料和磁性液体四大类。
  永磁材料人类最早发现和应用,同时也是目前种类繁多、进展迅速和应用广泛的磁性材料。从二十世纪初,标志永磁材料性能的最大磁能积BHmax就随年代呈指数关系增长。目前用的永磁材料,按最大磁能积大小可分为①高磁能积永磁材料,一般指BHmax大于160KJ/m3的材料,这包括SmCO5型、Sm2CO5型和NdFeB型稀土永磁材料。我国是世界上稀土蕴藏量最丰富(占世界总蕴藏量的80%以上)的国家,稀土永磁材料的研究和生产水平居世界前列。②中磁能积永磁材料,BHmax在32~80KJ/m3之间。目前主要FeCrCo系等两类材料。③低磁能积永磁材料, BHmax<32KJ/m3。目主要有钡(锶)铁氧体和含Co量低的AlNiCo系和FeCrCo系材料。其中铁氧体永磁材料因价格低、矫顽力高,在目前各国的永磁材料生产上,产值和产量都居首位。我们生产的也正是此类磁性材料——锶永磁铁氧体材料。
  永磁铁氧体材料的性能分类有多种分类,常见的标准有国家标准、国际标准和日本TDK公司标准,但各磁性材料生产企业常常都有自己的企业标准,我们也有自己的企业标准。()
2)磁学基本术语 磁场:(国际电工委员会IEC的定义)电磁场的组成部分,采用磁场强度H和磁通密度B表示其特征。(我国国家标准定义)磁场是一种场,其特征可在场内运动着的带电粒子所受的力来确定,这种力源于粒子的运动及其所带电荷。
  磁场强度:
  指空间某处磁场的大小,用H表示,它的单位是安/米(A/m)。在任何磁介质中,磁场中某点的磁感应强度B与同一点的磁导率μ的比值称为该点的磁场强度H ,即:H=B/μ。方向与磁力线在该点处的切线方向一致,单位:安/米(A/m)注意事项:磁场强度H与磁感应强度B 的名称很相似,切忌混淆。H 是为计算的方便引入的物理量。
  磁化强度:
  指材料内部单位体积的磁矩矢量和,用M表示,单位是安/米(A/m)。
  磁感应强度:
  磁感应强度B的定义是:B=m0(H+M),其中M和H分别是磁化强度和磁场强度,而m0是一个系数,叫做真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度,单位是特斯拉(T)。磁感应强度(磁通密度):在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度,B=F/IL。又因为ф=BS,则B=ф/S,所以,磁感应强度又等于穿过单位面积的磁通量,故磁感应强度又叫磁通密度。
  磁通量:
  垂直于某一面积所通过的磁力线的多少叫做磁通量或磁通,用ф表示,ф=BS,单位韦伯(Wb)。如果磁感应强度为B,某平面的面积为S,该平面与磁感应强度的方向间的夹角为θ,那么该平面的磁通量为ф=BSsinθ。
  导磁率:
  导磁率的定义是m=B/m0H,是磁化曲线(见材料的静态磁化)上任意一点上B和H的比值。导磁率实际上代表了磁性材料被磁化的容易程度,或者说是材料对外部磁场的灵敏程度。
  磁滞回线:
  铁磁体从正向至反向,再至正向反复磁化至技术饱和一周,所得到的B与H的闭合关系曲线称为磁滞回线。
  剩磁Br、 UoMr或 4πMr 
  永磁体从磁化至技术饱和并去掉外磁场后,所保留的Mr、UoMr或 4πMr或Br,分别称为剩余磁化强度,剩余内禀磁感应强度和剩余磁感应强度,它们统称为剩磁。
  矫顽力Hcb、 Hcj :
  使磁化至技术饱和的永磁体的B(磁感应强度)降低至零所需要的反向磁场强度称为磁感矫顽力,同理,使内禀磁感强度UoM或Mr降低至零所需的反向磁场强度称为内禀矫顽力。


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