磁性材料磁滯回線測(cè)定

關(guān)于磁性材料磁滯回線測(cè)定第1頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)背景實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)主要現(xiàn)象操作過程數(shù)據(jù)記錄及處理實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)思考題第2頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)背景

磁性材料應(yīng)用廣泛，從常用的永久磁鐵、變壓器鐵芯、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)用的磁帶、硬盤都采用磁性材料。磁滯回線和基本磁化曲線反映了磁性材料的主要特征。通過實(shí)驗(yàn)研究這些性質(zhì)不僅能掌握用示波器觀察磁滯回線，以及基本磁化曲線的基本測(cè)繪方法，而且能從理論和實(shí)際應(yīng)用上加深對(duì)材料磁特性的認(rèn)識(shí)。

第3頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庥檬静ㄆ鳒y(cè)量動(dòng)態(tài)磁滯回線的原理和方法；了解磁性材料的基本磁化特性；掌握磁化曲線和磁滯回線的測(cè)量方法；進(jìn)一步熟悉數(shù)字示波器的使用。第4頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)鐵磁物質(zhì)中不存在磁化場(chǎng)時(shí)，H和B均為零。隨著磁化場(chǎng)H的增加，B也隨之增加。當(dāng)H增加到Hm時(shí),B不再增加，此時(shí)對(duì)應(yīng)的Hm和Bm稱為飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。如圖1所示。這時(shí)再使H退回到零，B減小到Br(非零值），即鐵磁物質(zhì)中仍然保留一定的磁性，這種現(xiàn)象稱為磁滯，Br稱為剩磁。這說明要消除剩磁，H必須繼續(xù)減小，出現(xiàn)反向磁場(chǎng)強(qiáng)度-Hc,Hc稱為矯頑力，它的大小反映鐵磁材料保持剩磁狀態(tài)的能力。第5頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)磁場(chǎng)H按“Hm-Hc-Hm0HcHm”變化時(shí)，B所經(jīng)歷的相應(yīng)變化是“BmBr0-Bm-Br0Bm”,于是得到一條閉合的B—H曲線，成為飽和磁化曲線。如圖一所示。而在磁化過程中，鐵磁物質(zhì)要消耗額外的能量，并以熱的形式從鐵磁物質(zhì)中釋放，這種損耗成為磁滯損耗?？梢宰C明，磁滯損耗和磁滯回線所圍面積成正比。第6頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五圖1、起始磁化曲線和磁滯回線第7頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)原理

對(duì)于初始狀態(tài)H=0，B=0的鐵磁材料，在交變磁場(chǎng)強(qiáng)度由弱到強(qiáng)依次進(jìn)行磁化的過程中，可以得到面積由小到大向外擴(kuò)張的一簇磁滯回線。如圖2所示。這些磁滯回線定點(diǎn)的連線稱為鐵磁材料的基本磁化曲線。第8頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五圖2：基本磁化曲線第9頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)方法第10頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五

由于鐵磁材料磁化過程的不可逆性及具有剩磁的特點(diǎn)，在測(cè)定磁化曲線和磁滯回線時(shí)，必須對(duì)鐵磁材料預(yù)先進(jìn)行退磁，以保證外加磁場(chǎng)H=0時(shí)，B=0；其次，磁化電流在實(shí)驗(yàn)過程中只允許單調(diào)增加或減小，不可時(shí)增時(shí)減。注意：為了得到最佳磁滯回線圖形，R2

選擇在100kΩ~140kΩ之間，以避免圖形發(fā)生畸變。第11頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)儀器DM—1型磁滯回線測(cè)試儀數(shù)字示波器計(jì)算機(jī)第12頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第13頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五DM—1型磁滯回線測(cè)試儀第14頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五數(shù)字示波器第15頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一、觀察動(dòng)態(tài)磁滯回線（1）觀察面積由小到大向外擴(kuò)張的動(dòng)態(tài)變化磁滯回線；（2）調(diào)節(jié)出飽和磁滯回線；（3）把飽和磁滯回線給打印出來，并在打印圖上標(biāo)出Hm和Bm對(duì)應(yīng)的電壓值u`1和

u`c,以及Br和Hc對(duì)應(yīng)的電壓值uc和u1。第16頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、測(cè)量基本磁化曲線（1）對(duì)被測(cè)磁性材料進(jìn)行退磁；（2）對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行磁化到飽和，均勻減小磁化電流（直到磁場(chǎng)消退），及時(shí)記錄不同磁化電流所對(duì)應(yīng)磁滯回線頂點(diǎn)的坐標(biāo)值。此過程要求記錄12至14組數(shù)據(jù)。第17頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第18頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五AutosetCH1MENUCH2MENUDISPLAY第19頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵DISPLAY第20頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五CURSOR第21頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五光標(biāo)1光標(biāo)2選擇鍵第22頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第23頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第24頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第25頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五返回目錄第26頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第27頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第28頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五AutosetDISPLAYCH1MENUCH2MENU第29頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第30頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第31頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五水平位置垂直位置第32頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第33頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第34頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第35頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第36頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五伏／格伏／格第37頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第38頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第39頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五伏／格第40頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第41頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

接下去我們講怎么使用WaveStar軟件來把數(shù)字示波器顯示的波形采集到電腦并打印。第42頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第43頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第44頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第45頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第46頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第47頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第48頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第49頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第50頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第51頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第52頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第53頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第54頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第55頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第56頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第57頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第58頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第59頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第60頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第61頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第62頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二:基本磁化曲線的測(cè)量第63頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第64頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五CURSOR第65頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第66頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五光標(biāo)1光標(biāo)2第67頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第68頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第69頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第70頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第71頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第72頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五DISPLAY第73頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五選擇鍵第74頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第75頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第76頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第77頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第78頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第79頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第80頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五第81頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五返回目錄第82頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五數(shù)據(jù)記錄（1）設(shè)計(jì)三線表記錄R1、D外、D內(nèi)、h、R2、

C、N1等給定的常數(shù)值。第83頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五數(shù)據(jù)記錄（2）設(shè)計(jì)三線表記錄Br和Hc對(duì)應(yīng)的電壓值

uc和u1。第84頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五（3）設(shè)計(jì)三線表記錄測(cè)量基本磁化曲線的電壓值。第85頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五數(shù)據(jù)處理（1）根據(jù)公式計(jì)算出剩磁Br和矯頑力Hc的值以及各自的不確定度、相對(duì)不確定度；（2）根據(jù)測(cè)量基本磁化曲線所得的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場(chǎng)強(qiáng)度H，在坐標(biāo)紙上繪制出基本磁化曲線。第86頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五數(shù)據(jù)處理注意：由于我們?cè)谧龌敬呕€的測(cè)量時(shí)，磁滯回線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是電壓峰-峰值，于是我們數(shù)據(jù)處理時(shí)要先求出電壓的有效值，再代公式求出磁場(chǎng)強(qiáng)度H

和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值。對(duì)于我們?cè)趫D上讀出剩磁Br和矯頑力

Hc對(duì)應(yīng)的電壓已是電壓的有效值。第87頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)一、實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將信號(hào)源幅度輸出旋鈕逆時(shí)針旋到底，使輸出信號(hào)最小。防止采樣電阻過熱。二、觀察磁滯回線，數(shù)字示波器的顯示方式應(yīng)設(shè)為“XY顯示格式”。三、測(cè)量基本磁化曲線應(yīng)先退磁，然后單調(diào)增加磁化電流。測(cè)量u1和uc的電壓值應(yīng)把數(shù)字示波器的顯示方式應(yīng)設(shè)為“YT顯示格式”。測(cè)量值應(yīng)為有效值。第88頁，共91頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)36分，星期五實(shí)驗(yàn)注意