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GB／T 39042-2020 电工钢单片磁性能测试 H线圈法

磁轭竖直臂之间应有放置试样的支撑面，由绝缘、非导磁材料制成，且支撑面与磁极面应共面，以保 证待测试样与支撑面间无任何缝隙。 O 上部磁轭应能向上移动以便插入试样，放入试样后，上部磁轭应与下部磁轭准确地闭合。上部磁轭 的悬吊应平衡其部分重量，并使试样受力在100N～200N之间。

磁导计线圈包括励磁线圈、B线圈、H线圈、空气补偿线圈，如图4所示， 励磁线圈、H线圈和B线圈应从各自线圈架的同一端开始缠绕，且绕线方向应相同

图4磁轭、线圈示意图

GB/T390422020

NY/T 2417-2013 副猪嗜血杆菌PCR检测方法5.3.2励磁线圈、B线圈

H线圈由4个线圈串联构成，每个线圈用直径0.2mm的漆包铜线在长度为250mm士1mm、页 85mm士0.2mm、厚度为1mm士0.1mm的板状、不导电的非磁性的材料上连续、均匀、紧密缠终 0mm±0.2mm的单层线圈。

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5.3.4空气补偿线圈

空气磁通对次级电压的影响应进行补偿，这可以通过互感线圈来实现。互感线圈的初级与磁导计 的初级串联，而互感线圈的次级与B线圈反向串联。 互感线圈的调整方法为：当测试装置中无试样时，在励磁线圈中通交流电，使在B线圈和互感线圈 串联后测量的电压不大于磁导计在有试样且1.0T时B线圈感应电压的0.1%。这样，串联的B线 圈感应电压绝对值的平均值正比于试样中磁极化强度的峰值， 单片磁导计亦可采用空气磁通数字补偿，参见附录B。 在低磁场强度下进行比总损耗的测量时空气磁通可以不补偿

电源由一个程序控制的任意波形发生器和一个功率放大器或者集成这两种功能的仪器组成。 电源应具有低内阻和高度稳定的电压和频率，在测量时，电压和频率的波动范围应保持恒定在 土0.2%之内。 B线圈中的感应电压应尽可能保持正弦，最好保持B线圈中的次级电压的波形因数在1.111士1% 之内。这可以通过各种方法达到，例如降低电源内阻和励磁线圈中的直流电阻元件，或通过放大器给B 线圈初级端感应电压施加负反馈来保证其正弦态。 注：波形因数为次级电压有效值与平均值之比，

5.4.2任意波形发生器

仕意波形发生器将合成一个幅值和频率均 调节的磁化波形信号，由D/A转换器在 外部时钟频率下连续地将信号转换为电压，这个外部时钟与测量装置的A/D转换器的采样时钟也应 同步。 D/A转换器应有足够高的分辨率,且一个磁化周期中信号数据的个数应该足够大。在任意波形发 生器和功率放大器中应插人一个低通滤波器，可以减少在数字测量设备中引人高次谐波，

功率放天器应具有低输出阻抗和高稳定度的电压和频率，电压中的噪声足够低。测试过程中，电压 和频率应始终保持在土0.2%范围内。 功率放大器应选用双极性的低噪声放大器，并具有较好的带宽及压摆率和低的输出阻抗。使之既 可以输出功率也可以吸收能量，非常适合于驱动感性负载

数字控制系统由一个不少于二个A/D转换通道的数字转换器和一个数字信号分析仪或者集成这 两种功能的仪器组成。 数字转换器至少要有两个独立的信号通道，用来校准前置放大器、采样保持电路（S/H)和A/D转 换。采样保持电路与采样时钟同时工作，采样时钟应与任意波形发生器的外部时钟同步（见图2）。为 了避免增加B线圈的负载，信号通道应有足够高的输人阻抗和低的输人容抗。 注：数字转换器的输人阻抗的典型值：1MQ//100pF。 为了保证最低功率因数下的比总损耗测量准确，通道之间的相位移应足够小。 A/D转换器分辨率应足够高以减少数字化的误差，建议使用16位或更高分辨率的转换器。还应 有足够高的采样速率，建议一个磁化周期内采样次数应不小于512次

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来测定试样的磁特性。 数字分析仪产生数字反馈信号给波形发 电压的波形系数满足要求

试样长度应不小于500mm。虽然位于磁极面外的试样部分对测量的影响可以忽略，但此部分的 长度取决于试样的放入和取出是否方便，试样的长度不宜过长。 试样宽度应尽可能宽，最宽可以等于磁轭的宽度，但不应超出线圈骨架的内部尺寸，同时应不小于 H线圈的宽度， 加工好的试样不应有明显的毛刺或机械变形，应尽量避免试样在机械加工中产生应力 试样应平直，在加工时，以加工好的试样的边缘作为基准方向，基准方向与轧制方向之间的夹角允 许有下述公差： a）晶粒取向电工钢片应不大于士1°； b）晶粒无取向电工钢片应不大于土5°。 对于晶粒无取向电工钢片，应取两个试样，一个平行于轧制方向，一个垂直于轧制方向。若试样是 正方形的，则仅需要取一个试样。

测量应在环境温度23℃士5℃进行。 测量前，应预先测量试样的长度和质量，以便获得试样的有效横截面积，长度和质量测量的准确度 应在±0.1%以内。 试样的横截面积按式（1）计登

式中： A。一一试样横截面积，单位为平方米（m）； 试样质量，单位为千克（kg）； m 一 试样密度，单位为千克每立方米（kg/m²）； 试样长度，单位为米（m）。 测量时，试样应放置在磁轭中部，并通过测量装置缓慢减小励磁电流到零来进行退磁。交流退磁的 起始磁场应高于测量磁场，且应逐步减小。 所有的磁性能参数，磁场强度H（t）、磁极化强度J（t）、比总损耗P。和比视在功率S。都通过U （t）和U（t）进行计算得到。 晶粒取向电工钢片，一般取轧制方向的测试值。晶粒无取向电工钢片，一般取轧制方向和垂直于轧 制方向测试值的平均值。

7.2磁极化强度的测量

t时刻的磁极化强度J（t)应按式（2)计算：

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式中： J (t) 一t时刻的磁极化强度，单位为特斯拉（T）； N2 B线圈的匝数； U2 (t) T时刻的B线圈感应电压，单位为伏特（V)； T 辅助时间变量； A 试样的横截面积，单位为平方米（m）

时刻的磁场强度H（t)应按式（3)计算：

式中： H(t) t时刻的磁场强度，单位为安培每米（A/m）； 常数，真空中的磁导率，单位为亨利每米（H/m） NHAH H线圈的匝面积，单位为平方米（m²）； UH(t) T时刻的H线圈感应电压，单位为伏特（V）； 辅助时间变量。 注H线圈图匝面积的测量方法参见附录B

比总损耗P。相当于（t）和H（t)组成的磁滞回线的面积。因此，试样的比总损耗P。依照式（4） 算：

H(t) H(t)Uz"(t)dt dt PmNA.. .(4) p.

P 试样的比总损耗，单位为瓦特每千克（W/kg）； f 频率，单位为赫兹（Hz)； SZAC T 一周期，T=1/f，单位为秒（s）； U(t)——空气磁通补偿后的B线圈感应电压，单位为伏特(V)

式中： S——试样的比视在功率，单位为伏安每千克（VA/kg）； H—磁场强度H(t)的有效值，单位为安培每米(A/m);

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本标准方法使用上述测量装置，其测量结果的再现性用相对标准偏差来表示，具体如表1所示

表1测量结果的再现性

注：因方法差异，使用H线圈法的测试结果与GB/T13789单片测试方法的测试结果不同，具体参见限

测试报告应包括以下内容： a）本标准编号； b）试样标识（牌号、取样方向等）； c）试样形状和尺寸； d）材料的密度（约定值，或按照GB/T19289的测量值） e）试样的质量； f 试样的测量方向； g）测量的环境条件； h）测量频率； 试验结果。

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附录A （资料性附录） 测量磁性能的数字采样技术

数字采样技术完全适合于软磁材料磁性能测量中的电参量处理。 将其应用到H线圈法中，即将B线圈感应电压U2（t）和H线圈的感应电压U（t）数字化，通过处 里这些数据来测定试样的磁性能。 磁导计的线圈连接如图2，功率电源通常由一个可程控的数字信号发生器和一个功率放大器组成， 主任意波形发生器输出端应插入一个防混叠的低通滤波器。测量设备应由3个通道组成，每个通道通 常由前置放大器、数字转换器和数学信号分析仪（通常是一台计算机）组成，该仪器可以通过部件级校 准，亦可整体校准。 为了获得较高的测量准确度，测量装置将电压波形U，（t）和U（t)采用整周期同步采样，一个周期 的米样点不得少于512。 磁极化强度J（t）由式（2）计算得出。 磁场强度H（t）由式（3）计算得出。 比总损耗P。，即J（t）和H（t）所形成的磁滞回线的面积，由式（4)计算得出

测量装置可通过一个双通道交流标准源溯源到国家计量标准。将双通道交流标准源和标准交流分 压器连接到输入信号通道，然后对每个信号通道在不同频率下的信号幅值、各信号通道之间的相位移进 行校准。 也可采用其他合适的校准方法

A.3空气磁通数字补偿

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附 录 B （资料性附录） 使用H线圈测量电工钢带（片）单片试样的技术说明

使用测量励磁电流法测得的结果包含了磁轭的磁性能，与之相比，H线圈法测量时只测试了试样 中间一部分的磁性能而不包含磁轭的磁性能，且H线圈法不再需要磁路长度，消除了励磁电流法采用 约定磁路长度所带来的系统误差，因此，H线圈法测量的比总损耗值更接近于实际值。 H线圈因所获取的信号通常在毫伏级，应采用低噪声放大器和抑制各种噪声才能得到好的再现 性。推荐使用一个纯净的直流电源给前置放大器供电，可以使其免受工频噪声的干扰， 采用多周期信号同步平均可以有效去除信号中的噪声，但对工频差拍干扰引起的噪声作用不大，

感材科在低磁化余件 磁，同时还应具有低的磁阻和 磁的合适材料

H线圈感应的电压U（t)是很微弱的，而且很容易引人高频噪声。为了减少信号的噪声，线 量设备之间的连线应按图2连接，每组连线在测量设备前面连接到一点并且作共地处理。

B.4H线圈匝面积的确定

在将且线圈安装到线圈架之前，且线圈匝面积可以通过将其放人一个直径和长度足够的螺线管线 圈所产生的均匀磁场中进行校准， 在安装到线圈架之后，H线圈的匝面积应校准，其准确度不低于士0.1%。H线圈的匝面积可通过 将H线圈和一个的参考H线圈放人没有试样的线圈中间得到的磁场强度峰值的比较来确定。参考 H线圈应先在均匀磁场中校准。 另一种简单的方法是不使用参考线圈，即在没有试样的测量装置中，在励磁线圈中输人稳定且已知 的励磁电流，将H线圈的输出与之前记录的参考值进行比较。这种简单方法的优点是避免了通过参考 线圈的定位引人的误差。

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附录 C （资料性附录） H线圈法与励磁电流法测 取向电工钢带（片）单片试样结果的比较案例

本附求给出用单片磁导计， 本标准，以下简称“HC”法）和励磁电流法 GB/T13789，以下简称“MC"法）测量厚度分别为0.23mm、0.27mm、0.30mm的晶粒取向电工钢试 样的交流磁性能的案例，并给出了相关试样两种方法测量结果的统计偏差

对同一试样，在同一台交流磁性测试仪上，使用同一台单片磁导计，分别采用“MC”法及“HC”"法 试，首先在同一磁场强度下，比较两种测量方法下磁极化强度J的变化，并以“MC”法为基准， C.1)计算"HC"法测量的磁极化强度Jm(He.相对"MC"法JmMe)的变化率△Jm:

AJm J m(MC) C J m(MC)

： A.m 磁极化强度J的相对变化率； Jm(MC) 用“MC"法测量的磁极化强度，单位为特斯拉（T）； Jm(HC) 用“HC”法测量的磁极化强度，单位为特斯拉（T）。 按照试样厚度分组，绘制不同磁场强度H与两种测量方法测量的磁极化强度J偏差△J㎡之间 的关系图

磁场强度与两种测量方法测量的磁极化强度偏差

如图C.1所示，随着磁场强度H㎡的增加，两种测量方法测量的磁极化强度的偏差△J㎡先上升再 逐步趋于平稳，在晶粒取向电工钢常用的磁场强度范围不小于100A/m，“HC”法所测的磁极化强度较 MC”法高0.2%左右，且不同试样厚度对偏差影响不大。 再在设定磁极化强度J=1.0T1.9T的范围内，每间隔0.1T，测试每个测试点对应的磁场强度 Hm、比总损耗Ps、比视在功率S，并以“MC"法为基准，按以下公式计算“HC”法测量的各物理量相对 “MC”法的变化率

H. Hm(Me) (C.2） △P: P s(MC) ...C.3) Ss(MC) Ss(HC) AS. 2×100% S.Me ..( C.4

式中： 4H. 感应磁场强度H，的相对变化率： Hm(MC 用“MC"法测量的磁场强度，单位为安培每米（A/m）； Hm(HC) 用“HC"法测量的磁场强度，单位为安培每米（A/m）； △P 比总损耗P。的相对变化率； Ps(MC) 用“MC"法测量的比总损耗，单位为瓦特每千克（W/kg）； Ps(HC) 用“HC”法测量的比总损耗，单位为瓦特每千克（W/kg）； 4.S 比视在功率S。的相对变化率； Ss(MC) 用“MC"法测量的比视在功率，单位为伏安每千克（VA/kg）； Ss(HC) 用“HC"法测量的比视在功率，单位为伏安每千克（VA/kg）。 按照试样厚度、刻痕状态分组，绘制不同设定磁极化强度与两种测量方法测量的磁场强度H、比 损耗P、比视在功率S。的偏差△Hm、△P。、△S。之间的关系图

如图C.2所示，随着设定磁极化强度的增加，两种测量方法测量的磁场强度H

C.2所示，随着设定磁极化强度的增加，两种测量方法测量的磁场强度H，的偏差△H，基本

QCQDG 0002S-2015 济南市长清区东关食品加工厂 鲜面食GB/T39042—2020

呈现出先上升后下降的趋势，在晶粒取向电工钢常见的设定磁极化强度1.5T～1.7T的范围内，“HC” 法所需要的磁场强度较“MC”法低10%～30%，且不同试样厚度、刻痕状态对偏差均有贡献。

设定磁极化强度与两种测量方法测量的比总损耗

如图C.3所示，随着设定磁极化强度的增加，两种测量方法测量的比总损耗P。的偏差△P。基本呈 现出下降的趋势，在晶粒取向电工钢常见的设定磁极化强度1.5T～1.7T的范围内，“HC”法测量的比 总损耗较“MC法低5%～8%，且不同试样厚度、刻痕状态对偏差均有贡献。

图C.4不同设定磁极化强度与两种测量方法测量的比视在功率S偏差AS的关系图

没定磁极化强度与两种测量方法测量的比视在功

如图C.4所示，随看设定磁极化 量的比视在功率SGB/T 8570.3-2010 液体无水氨的测定方法 残留物含量 重量法，的偏差 呈现出下降的趋势，在晶粒取向电工钢常见的设定磁极化强度1.5T～1.7T的范围内，“HC 比视在功率较“MC”法低10%～20%，且不同试样厚度、刻痕状态对偏差均有贡献

如图（4所示， 的偏差△S基本 呈现出下降的趋势，在晶粒取向！ 1.7T的范围内，“HC”法测量的 比视在功率较"MC"法低10%~20% 痕状态对偏差均有贡献