ICS 77. 040. 99 H21 YB 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T 4293—2012 双管直流磁性能测量方法 Method of measurement of d. c. magnetic properties of double solenoid 2012-11-07发布 2013-03-01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T4293—2012 前言 本标准根据GB/T1.12009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本标准起草单位：武汉钢铁(集团)公司、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人：姚腊红、党宁员、赵启博、刘宝石、刘其中、陈晓红、侯捷。 本标准为首次发布。 YB/T4293—2012 双管直流磁性能测量方法 1范围 本标准规定了磁轭钢等铁基软磁材料直流磁感应强度的测量原理及线路、试样、测量装置、测量步 骤、结果计算、不确定度、报告等。 本标准适用于磁轭钢以及各种铁基软磁材料的直流磁感应强度B等磁性参数的测量。 本测试方法适用的磁场范围为300A/m～30000A/m；测量环境温度为23℃士5℃，相对湿度小于 80%。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T13012软磁材料直流磁性能的测量方法 3测量原理及线路 本测量方法依据电磁感应原理，当磁化回路中磁化电流改变时，试样中的磁通量也随之改变，这样在 绕于试样上的测量绕组两端就会产生感应电动势，然后再根据冲击检流计的检测结果确定试样的直流磁 性参数。 冲击法测量装置的原理线路图如图1所示。 4试样 试样通过剪切加工获得，应平整，无毛刺和裂纹等缺陷。 试样尺寸：长度l为250mm±2mm；宽度l2为20mm士0.3mm；厚度l3为3mm~6mm，小于3mm的 试样可采用叠片法。 试样的长度用准确度不低于1mm的量具测量，宽度用准确度不低于0.1mm的量具测量；试样的质 量用精确度为0.1g的天平称取。 5测量装置 5.1双管 本测量方法采用由初级（励磁）、次级（感应)绕组构成的双螺线管作为磁化测量装置，该装置两端安 装有两块由冷轧无取向电工钢叠片制成的衔铁。 双管磁化测量装置由两个结构完全相同、内框架截面为矩形的螺线管构成（见图2），并和空气磁通 补偿线圈组装在一起。 螺线管的线圈骨架由足够强度的绝缘材料制作，它的框架内侧尺寸为：（6mm～8mm）X21mm× 234mm 螺线管必须安装在一个无磁性的绝缘物质制作的基平面上。安装时必须保证两个螺线管严格地处 于同一平面且相互平行。 1 YB/T 4293—2012 直流电源； M标准互感线圈； A 一多量程直流毫安安培表； 一磁化线圈； 一测量线圈； 一电流换向开关； Kz- 一接通互感线圈初级或磁化线圈开关； K一检流计并联电阻开关； 一检流计保护开关； Ri- 一滑线电阻； R2,R3 可变电阻箱； G 一检流计。 图1双管磁导计测量磁感应强度原理线路图 234mm 一衔铁； 一螺管； 一绕组。 3 图2双管磁化测量装置横截面图 YB/T4293-2012 5.2初级（励磁）线圈与次级（感应）线圈 初级（励磁）线圈与次级（感应）线圈都均匀绕制在每只螺管外侧，次级线圈应在两只螺管中间部位上 均匀绕制，每只螺管上的绕制匝数为总圈数的二分之一；先进行次级线圈绕制再进行初级线圈的绕制；初 级线圈应在每只螺管上均匀绕制，每只螺管的绕制匝数为总匝数的二分之一。 两管的初级绕组应按串联方式连接，次级绕组也同样按串联方式连接。初级和次级线圈匝数可根据 特定的电源、测量设备进行调整。 总线匝数可根据测量设备情况确定。推荐参数如下：总匝数：Ni=3200，N2-60；Ni和N2分别是 初级线圈和次级线圈的总匝数，初级线圈采用直径0.8mm~1.0mm的高强度漆包线，次级线圈采用直径 为0.2mm~0.3mm的高强度漆包线。 5.3冲击检流计 冲击检流计的自由振荡周期不小于18s，电量常数不大于10-8C/（mm·m），电流常数不大于10-9 A/(mm·m)。 5.4直流电流表 直流电流表为多量程电流表，其准确度不低于0.2级，测量范围为1mA～15A。 5.5直流磁化电源 直流磁化电源的要求如下： 输出电压：0~60V连续可调； 输出电压稳定性：每分钟不超过士0.05%； 纹波电压：满档不大于2mV； 输出电流：0~15A。 5.6标准互感器 标准互感器的准确度不低于0.2级，互感值可为0.1H或0.05H。 5.7滑线电阻 滑线电阻最大可容许电流不应小于15A。 5.8可变电阻箱 可变电阻箱阻值范围为0100000Q，最小步进值为0.1Q，功率不小于0.25W。 5.9仪器校准 在测量过程中使用的电流表、标准互感线圈等仪表应定期校准。 6测量步骤 6.1首先用标准互感器对冲击检流计进行定标。按图1所示，将K3闭合，K打开，K、K²置于2接通 互感线圈M的初级线圈，调节电阻R1，使标准互感器的初级线圈通一适当大小的电流I。当用开关K 使电流换向时，冲击检流计的光点发生偏转，由式(1)计算出冲击检流计的冲击常数K： K= 21M (1) αo 式中： K一一磁通冲击常数，单位为韦伯每毫米(Wb/mm）； M-—标准互感值，单位为亨利(H); I—电流强度，单位为安培(A)； αo冲击检流计光点偏转，单位为毫米（mm）。 测量常数K时检流计的偏转在标尺的1/2～2/3范围内，测量3次取平均值。检流计冲击常数K与 冲击检流计的串联电阻R2和并联电阻R有关，根据测量要求调节R2和R3，然后再测常数。 3 YB/T4293-2012 6.2在给定的磁场强度下测量磁感应强度和磁导率。测量时将试样插人双管中，开关K、K²置于1位 置，K；闭合，K打开。调节电阻R，满足给定的磁化电流，用开关K使电流换向，冲击检流计的光点偏 转α，用公式（4)、（5)计算磁场强度和试样在该磁场强度下的磁感应强度。 6.3在每一磁场下进行测量时，首先在该磁场下进行磁锻炼，磁锻炼频率约为每秒一次，磁锻炼次数约 为7~10次。 6.4为保护冲击检流计，只有当读取冲击检流计光点偏转的时候，才将开关K4打开。 7计算 7.1试样的等效磁路长度用式(2)计算： L= C(L +L2) (2) 式中： C,等效磁路长度系数，其数值按7.7确定； 等效磁路长度，单位为米(m)； Li,L2 试样实测长度，单位为米(m)。 7.2试样的横截面积用式（3)计算： S= (3) oLo 式中： S 试样横截面积，单位为平方米（m²）； 试样质量，单位为千克（kg）； L。—试样的等效磁路长度，单位为米(m)； 材料密度（供需双方约定），单位为千克每立方米（kg/m"）。 7.3磁场强度H用式(4)计算： NiI =H (4) Lo 式中： H-—磁场强度，单位为安培每米(A/m)； Ni——磁化绕组匝数; I-—磁化电流，单位为安培(A)。 7.4试样的磁感应强度B用式（5)来计算： KaE B : (5) 2N2S 式中： B— 磁感应强度，单位为特斯拉（T)； 测B时冲击检流计偏转量，单位为毫米（mm）； αB N2测量线圈匝数； S——-试样的横截面积，单位为平方米（m²）。 7.5检流计的修正 检流计偏转不得小于100mm，检流计偏转用直线标尺且读数人于100mm时，应对读数按式（6）进行 修正： (6) 3d2 .4 YB/T4293-—2012 式中： 修正后的检流计偏转，单位为毫米（mm）； 修正前的检流计偏转，单位为毫米（mm）； ar 一检流计的镜面距标尺距离，单位为毫米（mm）。 7.6次级线圈的空气补偿 考虑到磁感线圈与试样的间隙，应对空气磁通按照公式（7）进行修正。 用一对空心互感线圈进行次级线圈中的空气磁通补偿，互感的初级和双管的初级线圈串联，互感的 次级和双管的次级反向串联。 互感系数的大小根据双螺线管的实际绕制匝数计算，并通过实验进行调整。调整时线圈中不放试 样，闭合磁回路后，在初级线圈通一适当的励磁电流，调整互感次级匝数使得次级回路非公共端的感应电 压不大于试验装置本身次级线圈上感应电压的0.1%。 (7) S 式中： 修正后的磁感强度，单位为特斯拉(T)； B(H)修正前的磁感强度，单位为特斯拉(T)； Si - 一测量线圈横截面积，单位为平方米（m²）。 7.7等效磁路长度 为了保证测量的准确性、可比性，本标准7.1使用一个特定的等效磁路长度，使得双管测量方法可以 得到和GB/T13012所规定的中场磁导计法相同的测量结果。这个特定的等效磁路长度可通过-一组或 多组试样进行对比测量获得。 8测量的不确定度 如果满足本标准的要求，测量磁感应强度B的不确定度在士3%以内。 9测试报告 当有要求时，测试报告应包括如下内容： a）本标准号； b）试样的类型和标识； c) 试样材料的约定密度； d）装置的等效磁路长度； e) 测量条件参数； f) 测量结果。 5