CN1212524C - 软磁材料特性的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量软磁材料特性的实验装置，它包括闭合环状的软磁材料，绕在其上的磁化线圈和探测线圈，磁化线圈与取样电阻、可变电阻及由换向开关或继电器控制的可调直流电源串联构成磁化回路，探测线圈与电子积分器构成测量回路。取样电阻两端和电子积分器输出端与信号调理模块、模数转换电路连接，转换后的数字信号通过计算机的并口或接口卡与计算机连接。本发明的优点是：实验数据稳定，重复性好；能方便完整地绘制出磁滞回线、磁化曲线，便于仔细观察磁化过程；实验设备紧凑，操作使用方便；具有微机接口，方便数据记录和传送。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种测量装置，特别是一种采用静态法对软磁材料特性进行测量的装置。
二、背景技术
在目前的物理实验中，磁性材料特性的测量一般采用三种方法，即“冲击电流法测量磁滞回线”、“伏安法测量交流磁化曲线”、“示波器测定样品的动态磁滞回线”(见北京大学出版社出版发行，由谢慧瑗等著的《普通物理实验指导》)。
“冲击电流法”，是脉冲电流通过冲击电流计，产生相应的偏转角度，该偏转角度与磁感应强度的变化ΔB成正比。但是，当磁化电流较小时，冲击电流计偏转很小，不宜测准数据；冲击电流计不容易调节；磁化电流一般不能连续改变，记录数据不方便，不能直观显示测量曲线。虽然可以逐点测量，但是记录和处理数据很困难。
“伏安法测量交流磁化曲线”，磁化电流的频率一般为50Hz，直接利用安培计、伏特计测量。但相对来说，准确性不高，不能直观显示测量曲线，不能记录磁滞回线，不能逐点测量。
“示波器测定样品的动态磁滞回线”，利用简单的取样电路，在示波器上显示动态磁滞回线。但数据不易准确记录，准确性不高，也不能逐点测量。
三、发明内容
1、发明目的：本发明的目的是提供一种能逐点进行测量、测量精度高、数据记录和传送方便的软磁材料特性的测量装置。
2、技术方案：本发明的目的通过以下技术方案来实现：在闭合环状的软磁材料上，绕有磁化线圈和探测线圈，磁化线圈与取样电阻、可变电阻及由换向开关或继电器控制电流方向的可调直流电源串联构成磁化回路，探测线圈与电子积分器构成测量磁感应强度B的回路。取样电阻R0的两端与信号调理模块、模数转换电路连接，电子积分器ei的输出端与信号调理模块、模数转换电路连接，模数转换电路的输出端通过计算机的并口或接口卡与计算机连接。
本发明的工作原理是：磁化回路中采用直流可调电源提供磁化电流，磁化电流的方向可以通过换向开关或继电器改变。磁化电流的大小，通过可调电源和可变电阻连续逐步改变。磁化回路中的采样电压与磁场强度H对应。测量回路中的电子积分器输出电压与磁感应强度B对应，通过与标准样品对照，可以换算出有关参数。与H、B对应的电压信号，被接到信号调理模块、模数转换电路中，经过放大、数字化处理后，通过计算机并口或专用的接口卡，连接到计算机上，进而在计算机上实时显示测量曲线和测量数据。
使用本发明对软磁材料特性进行测量的方法是一种静态法，与现行的动态法(交流)不同，该方法使样品逐渐缓慢的磁化直至饱和，在这个过程中，极其缓慢地调节磁化电流，由计算机同步描绘B-H的曲线，因而测量数据准确。
3、有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：实验数据稳定，重复性好；能方便完整地绘制出磁滞回线、磁化曲线，便于仔细观察磁化过程；实验设备紧凑，操作使用方便；具有微机接口，方便数据记录和传送。
四、附图说明
附图是本发明的电路原理图。
五、具体实施方式
如图所示，环形软磁材料为所测量的样品A，其外径60mm、内径45mm，在样品A上均匀绕有匝数为N1的磁化线圈和匝数为N2探测线圈(其线圈匝数均为100)。在磁化回路中，包括可调直流电源E、继电器K1、采样电阻R0、可变电阻Rh和样品选择开关K2，其中采样电阻R0为1Ω，可变电阻Rh为5Ω。磁化电流最大控制在3A。在测量回路中，包括电阻R、电容C、电子积分器ei和电子积分器复位开关K3，其中R＝10KΩ，C＝10μf。M为标准互感器，用于系统定标。从采样电阻R0两端出来的信号UX和从电子积分器ei输出的信号U0进入信号调理模块，其中与B对应的信号被放大10～100倍。信号经模数转换电路后，通过并口接入计算机。本装置中还设有保护装置，当磁化电流大于2.5A，持续时间超过一定时间时，该装置自动切断电源。
图中R0连入电子积分器的一端为信号公共端，信号调理模块和模数转换电路的公共端也与电子积分器的公共端相连接，故在图中只画出R0的一端与信号调理模块、模数转换电路的连接。
Claims (1)
1、一种软磁材料特性的测量装置，包括闭合环状的软磁材料A以及绕在其上的磁化线圈N1和探测线圈N2，磁化线圈N1与取样电阻R0、可变电阻RH及由换向开关或继电器k1控制电流方向的电源E串联构成磁化回路，探测线圈N2与电子积分器ei构成测量回路，其特征在于取样电阻R0的两端与信号调理模块、模数转换电路连接，电子积分器ei的输出端与信号调理模块、模数转换电路连接，转换后的数字信号通过计算机的并口或接口卡与计算机连接，所述电源E为可调直流电源。
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