稀土永磁材料磁性温度系数测量.docx
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稀土永磁材料磁性温度系数测量
JJF
中国人民共和国国家计量技术规范
JJF××××-××
稀土永磁资料磁性温度系数丈量
MeasurementofMagneticTemperatureCoefficientof
RareEarthPermanentMagnetMaterials
(征采建议稿)
200Χ-ΧΧ-ΧΧ公布200Χ-××-××实行
中华人民共和国质量监察查验检疫总局批
稀土永磁资料磁性温度系数丈量
技术规范
JJF××××-××
TheRuleforMeasurementofMagneticTemperature
CoefficientofRareEarthPermanentMagnet
Materials
本规范经国家质量监察查验检疫总局××××年××月××日同意,
并自××××年××月××日起实行
归口单位:
全国电磁计量技术委员会
主要草拟单位:
中国计量科学研究院
本规范拜托归口单位负责解说
本规范主要草拟人:
林安利李小菊
1
范围--------------------------------------------------------
(1)
2
引用文件----------------------------------------------------
(1)
3
定义、符号和计量单位----------------------------------------
(1)
4
概括--------------------------------------------------------
(2)
原理--------------------------------------------------------
(2)
设施要求----------------------------------------------------
(3)
加热装置----------------------------------------------------
(3)
5
计量特征----------------------------------------------------
(3)
试样要求----------------------------------------------------
(3)
丈量线圈----------------------------------------------------
(4)
6
丈量条件----------------------------------------------------
(4)
温度循环办理------------------------------------------------
(4)
充磁方向----------------------------------------------------
(4)
7
丈量方法---------------------------------------------------
(5)
8
丈量结果的办理----------------------------------------------
(5)
9
试验报告----------------------------------------------------
(5)
附录A(测试报告内页格式)
------------------------------------------(7)
附录B(丈量原始记录)-----------------------------------------------
(8)
附录C(不确立度评定)-----------------------------------------------
(9)
前言:
本规范是依据我国当前永磁资料温度系数丈量方法的现状,参照IEC/TR
618071999标准和外国相关资料编写的。
本规范由全国磁学计量技术委员会提出
1范围:
本规范合用于稀土钕铁硼永磁资料在高温下主要磁特征的丈量。
2引用文件:
本规范引用以下文件:
《JJF1001-1998通用计量术语及定义》
《JJF1002-1998国家计量检定规程编写规则》
《JJF1059-1999丈量不确立度评定与表示》
《IEC/TR61807-1999Magneticpropertiesofmagneticallyhardmaterials
atelevatedtemperatures-Methodsofmeasurement》——《硬磁资料磁特
性在高温下的丈量方法》
《IEC-60404-5Permanentmagnet(magneticallyhard)materials-Methodsofmeasurementofmagneticproperties》——《永磁(硬磁)资料磁特征的丈量方法》
《GB/T3217-92永磁(硬磁)资料磁性试验方法》
《JJG352-84永磁资料标准样品磁特征》国家计量检定规程
《JJG1013-89磁学计量常用名词术语及定义》
《JB/T8986-1999永磁资料温度系数丈量方法》
使用本规范时,应注意使用上述文件的现行有效版本。
3名词术语、符号和计量单位
本规范采纳以下定义,其余定义见GB/T9637。
剩磁温度系数(TemperatureCoefficientofremanence)Br:
因为温度变化而
惹起剩磁的相关于变化与温度变化之比。
Br,%/℃
磁极化强度矫顽力的温度系数(TemperatureCoefficientofMagneticPolarization)HCJ:
因为温度变化而惹起磁极化强度矫顽力的相对变化与温度变化之比。
HCJ,%/℃
4概括
本规范所述的丈量方法是在闭磁路中丈量稀土永磁资料高温下磁特征
原理
本规范所述的是稀土永磁资料在高温下闭磁路的丈量方法。
其基根源理框图如图1所示:
图1丈量原理框图
(1)磁化妆置
(2)加热极头
(3)试样
(4)励磁电源
(5)磁通探测线圈
(6)磁场探测线圈
(7)B(J)积分器
(8)H积分器
(9)X-Y记录仪或计算机
4.1.1丈量装置顶用于磁化样品的电磁铁或磁导计的技术要求按GB/T3217-92中
的
4.1.2丈量装置中对B(J)积分器和H积分器的技术要求按GB/T3217-92中和
的要求。
加热装置
4.2.1加热极头的构造图如图2所示:
图2磁通密度和磁场强度丈量装置
上图所示的系统由电磁铁上、下两个极头构成,每个极头在紧贴加热盘处装
有一个隔热层,接着是一对由纯铁或铁钴合金制成的极面,试样、J(或B)感觉
线圈和H丈量系一致同安置在丈量极面之间,在上下磁极中各插入一个热电偶或
铂电阻用来丈量极头的温度。
5.计量特征
试样要求
试样尽量选用圆形或方形的柱体,其截面积在长度方向上偏差不超出1%;
样品内部和外面不该有砂眼、缺口、裂纹或其余缺点
样品端面应互相平行,并垂直于轴线,其平行度和垂直度不超出:
100,光洁度不低于▽6
样品尺寸的丈量偏差不超出0.2%
丈量线圈
依据GB/T3217-92第
6条要求,丈量时采纳
J线圈丈量法。
J线圈是用于探
测磁通讯号的传感器件,它是采纳
J=B-μoH
赔偿线圈,并使用耐热不导磁的板材
制做。
J线圈是由两个同轴的、
面积相当的环形探测线圈和空气磁通赔偿线圈串连
反接构成,并知足
N2aA1
N2bA2,利用这类接法,可使丈量不受试样和
J感觉线
圈之间空气磁通的影响。
这类线圈的典型构造见图
3:
图3H线圈和J赔偿线圈的典型构造图
6丈量条件
温度循环办理
为了测出可逆的温度系数,要对试样进行温度循环办理,即在室温到高于测
量温度20℃的温度范围内,将试样从室温加热到高于丈量温度20℃后再迟缓冷却至室温。
今后再开始丈量。
这类温度循环起码进行一次。
充磁方向
关于丈量前在磁化妆置外面用脉冲磁化妆置或超导螺线管进行饱和充磁时,必定要保证样品的磁化方向与冲磁场方向一致。
7丈量方法
温度系数的温度丈量范围可按相关标准或由供需两方约定,介绍温度范围为
室温~100℃
丈量前第一要对试样进行温度循环办理,马上试样从室温T1加热到超出丈量
温度T220℃后再自然冷却到室温T1。
这类温度循环起码进行一次。
用最大磁化场将样品磁化至饱和或靠近饱和。
在室温条件下先测出常温下的退磁曲线
将样品再一次磁化至饱和或靠近饱和
把样品搁置到已经加热至T2的加热极头中,并保存约5分钟后,开始丈量。
测出T2温度下的退磁曲线
7.7将测得的T1和T2温度下所对应的Br和HCJ值按以下公式
(1)
和
(2)分别计算出剩
磁的温度系数Br
和内禀矫顽力的温度系数
HCJ:
Br(T2
)Br(T1)-------------------------------------
(1)
Br
Br(T1)T2
100%
T1
HCJ
(T2)
HCJ(T1)--------------------------------
(2)
HCJ
100%
HCJ(T1)T2T1
8丈量结果的办理
在对各项不确立度进行合成时,考虑到局部不确立度不过大概的极限,至于
实质的大小和符号是不清楚地,并且各项之间互不关系。
依据偏差理论,在预计
总的不确立度时按方和根法合成。
因为各项偏差的分派不同样,所以应给出各个
参量的偏差。
剩磁Br温度系数的不确立度
矫顽力HCJ温度系数的不确立度
9试验报告
试验报告应包括以下内容:
实验资料的牌号;
试样的编号;
试样的形状、尺寸;
所用丈量仪器的种类;
丈量的温度范围;
所测得的Br值和HCJ值;
丈量参数的不确立度;
试验日期;
试验员、核验员署名。
附录A
稀土永磁资料磁特征温度系数测试报告内页格式
证书编号:
资料名称:
样品形状:
样品编号:
制造厂:
样品尺寸:
检定依照:
JJFXXX-200X《稀土永磁资料磁特征温度系数丈量技术规范》
所用的计量标准名称
:
环境条件:
温度
℃,相对湿度:
%
校准结果:
1各温度下退磁曲线图
2
Br=
%/℃
3
HCJr
℃
%/
丈量结果的不确立度:
UBr%,包括因子k=;
U
U
检定员
Hc
(BH)max
%,包括因子k=;
%,包括因子k=。
以下空白
核验员
共页第页
附录B
稀土永磁资料磁性温度系数丈量原始记录
送检单位:
联系地点:
证书编号:
样品编号:
样品资料名称:
制造厂:
样品形状:
样品尺寸:
外观检查:
丈量日期:
充磁方向:
检定依照:
国家计量技术规范JJF×××-200×《稀土永磁资料磁性温度系数丈量技术规
范》
所用的计量标准名称:
环境条件:
温度℃,相对湿度:
%
丈量结果:
BrHcjHcb(BH)m
Gs0e0eMG0
室温(T1)
T
kA/m
kA/m
kJ/m3
Gs
0e
0e
MG0
加热后(T2)
kJ/m3
T
kA/m
kA/m
Br(T2)Br(T1)
HCJ(T2)HCJ(T1)
Br
100%
HCJ
100%
温度系数
Br(T1)T2T1
HCJ(T1)T2T1
=%/℃=%/℃
丈量结果的不确立度:
UBr%,包括因子k=;
UHc%,包括因子k=;
检定员核验员
共页第页
附录C
不确立度评定
稀土永磁资料温度系数的丈量是在不一样温度下测出该资料的磁特点参数,然
后计算出该资料的温度系数。
各参量的不确立度便可视为相对应参数的温度系数
的不确立度。
因为各项偏差的分派不同样,所以应分别给出各个参量的不确立度。
1.对温度系数丈量的不确立度有贡献的主要要素有:
(1)磁通计引入的不确立度u()
(2)数字温度计引入的不确立度u(t)
(3)尺寸丈量时千分尺引入的不确立度u(d)
(4)丈量线圈的不确立度u(NS)
(5)丈量重复性u
用MTP-500H硬磁资料磁特征检定装置对样品GN1进行磁特征丈量,样品直
径,测试温度℃,进行10次独立丈量,结果见表1:
2.标准不确立度评定
2.1不确立度重量的的评定
a)磁通计引入的不确立度u()
取自磁通计的检定证书。
扩展不确立度U=0.2%,k=3
U0.2%
urel()===0.0667%≈0.067%
k3
b)数字温度计引入的不确立度u(t)
校准证书表示其不确立度为℃,置信水平为99%。
从校准证书上得悉:
该类不确立重量的散布与正态散布相关。
查表可知
kp,u(t)
0.2℃
urel(t)
u(t)
0.00340.34%自
T
由度t
c)尺寸丈量时千分尺引入的不确立度u(d)
检定证书表示:
示值偏差在(0~25)mm丈量范围内不超出±2m,能够以为
2m为其散布区间的半宽a,并且能够预计是矩形散布,其标准不确立度为:
u(d)=2m
1.15m=0.00012cmurel(d)
u(d)
0.012%
3
d
d)丈量线圈引入的不确立度u(NS)
校准证书表示:
U=0.3%
k=2,则urel
(NS)=U
0.30%
0.15%
k
2
e)丈量重复性u
对钕铁硼样品GN1进行10次独立丈量,实验结果及A类不确立度以下:
表1丈量结果及标准不确立度重量
丈量
i
Br
残差vBr
(T)
1
2
3
4
0
5
6
7
8
9
10
均匀值
2
vi
uA(xi)
uArel(xi)
0.081%
自由度
3.剩磁的丈量不确立度
3.1剩磁丈量的标准不确立度:
Br
测
得
值
HCJ
残差
HCB
残差
(BH)m
残差
vHCJ
vHCB
v(BH)max
(kOe)
(kOe)
(MGO)
0
0
0
0
0
0
0.04%
0.07%
0.15%
9
(1)
NS
S
d2
(2)
从
(1)式和
(2)式可得出:
Br
Nd2
=
1
d2
(3)
N
此中:
Ф----------磁通值
N-----------J丈量线圈的匝数
S----------被测试样的截面积
d-----------被测试样的直径
因为只取有限有效位致使的修约偏差能够经过适合的有效位而使这个偏差
小到可略为不计,进而可使的不确立度靠近为零办理。
N是一个固定的常数,
其不确立度为零。
和d是相互独立的两个重量,由公式可得Br合成相对标准不确立度为:
u(Br1)
u()
2
ure(l
u(d)
Br1)
2
Br1
d
%
2
N
2
uc(y)
u(x)
y
pi
i1
xi
2
=(0.067%)24(0.012%)2
因为urel()和urel(d)的自由度均为
,则Br1
以上重量互相独立,由不确立度传达公式可得
Br的合成相对不确立度分别为:
uc(Br)
n
u2(xi)
u(
2
u(d)
2
u(t)
2
2
=
)
u(BrA)
Br
i1
xi
2
d
T
BrA
=
(0.067%)2
4(0.012%)2
(0.34%)2
(0.081%)2=0.36%
eff
uc
4(Br)
(0.36%)4
3512
)
u4(d)
u4(t)
u4(BrA)
(0.081%)4
u4(
0
0
0
9
d
t
BrA
设eff按
考虑,则
B
reff
Br扩展不确立度确实定
按p=95%,eff
,k=2,故UBr
kuc20.36%0.72%,取UBr0.80%
则Br的丈量不确立度为:
UBr0.80%
(k=2,p=95%)
4.矫顽力的丈量不确立度
依据定义,矫顽力是经过丈量磁场强度而获得的,而磁场强度的丈量是使用
空心探测线圈和积分器并经过公式(4)测得的:
H
NS
(4)
式中:
H----------
磁场强度
Ф---------
磁通量
NS---------
线圈常数
矫顽力的丈量不确立度与磁场强度的丈量不确立度相等。
Ф和NS是相互独立的两
个量,所以Hc的合成相对标准不确立度为:
uC(HCJ)u()
2
2
2
2
u(NS)
u(t)
u(HCJA)
HCJ
NS
T
HCHA
=(0.067%)2(0.15%)2(0.34%)2(0.04%)2
=0.35%
HCJeff
uC
4(HCJ)
(0.35%)4
452756
u
4
(
)u
4
(NS)u
4
(t)
u
4
(HCJA)
(0.04%)
0
0
0
NS
t
HCJA
9
设HCJeff
按
考虑,则HCJeff
HCJ和HCB扩展不确立度确实定
按p=95%,H
CJeff
,故UHCJ
kuc(HCJ)20.35%0.70%,则:
HCJ的丈量不确立度为:
UHCJ
0.70%(k=2,p=95%)
因为HCB确实定方法与HCJ同样,所以,HCB与HCJ的丈量不确立度也同样。
5.磁能积的丈量不确立度
评定方法同上
2
2
2
2
uc(BH)
u(B)
u(H)
uA(BH)
(BH)
B
H
BH
urel(BH)
(0.36%)2
(0.35%)2
(0.15%)2=0.52%
(BH)eff
磁能积的扩展不确立度:
U(BH)20.52%1.04%(k=2,p=95%)
表2丈量不确立度一览表
符号
根源
种类不确立度
概率散布包括因子
标准不确立度
敏捷系数
自由度
u()
磁通计
B
0.20%
正态
3
0.067%
1
u(t)
温度丈量
B
正态
0.34%
1
u(d)
尺寸丈量
B
均匀
3
0.12%
1
u(NS)
丈量线圈
B
0.30%
正态
3
0.15%
1
u(Br)
0.36%
0.08%
u(HCJ)
A
0.35%
2
0.04%
u(HCB)
丈量重复性
正态
1
9
0.35%
0.07%
u(BH)
0.52%
0.15%
6.丈量结果报告:
温度系数的丈量不确立度分别为:
Br:
U=0.80%
(k=2)
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- 关 键 词:
- 稀土 永磁 材料 磁性 温度 系数 测量