一.    仪器概述

本铁芯测试仪用于大尺寸的坡莫合金,超微晶合金和需要大电流激励的冷

轧硅钢铁芯的伏安特性的测量,是本公司生产的HT35铁芯测量仪的同类产品.

如果被测量铁芯的平均磁路长度L和有效截面积S已知,还可按公式计算出

铁芯的幅值磁化强度Hm和幅值磁感应强度Bm,从而求出幅值磁导率μa．

  仪器前面板上有二块数字面板表,可同时显示被测铁芯的激磁电流I和感

应电压U,结果直观,非常适合上述各种铁芯生产单位快速检测批量铁芯的需

要,是保证铁芯质量的有力工具.

二.    技术指标

工作频率50Hz或60Hz

1.激磁电流          最大输出功率50VA

                    最大输出电流10A,连续可调.

2激磁电流测量

     二个量程:   1.999A,10.00A

     测量准确度:±2%   ±1个字

3.感应电压测量

     三个量程:   19.99mV, 199.9mV, 1.999V

     测量准确度:±2%   ±1个字

4.仪器功率源        单相50Hz或60Hz,AC220V±2%

                  消耗功率100VA

5.仪器尺寸和重量  400*122*280

                  净重 10Kg

６．工作环境　　　　温度　23±10?C

                   湿度　＜90％

7．储存  　　　　　本仪器储存于防潮、无腐蚀性的环境中．

　三．电路原理

     本铁芯测量仪采用交流伏－安法原理制成．视需要被测铁芯可用单匝或数

匝激磁，仪器的原理框图见图１．由图可知，利用输入电源调节改变电压变换

输出值，输出电压加在样品和取样电阻R上，次级电压感应出电压U₂经放大、

滤波定标后,其输出由数字电压表显示;取样电阻R上电压经放大、滤波定标后,

由数字电压表显示出激磁电流值;,这就是其伏安特性。F为保险丝，SW为电源

开关，直流稳压电源提供有源集成电路等的供电电源。

四、操作面板说明

   1．电源开关    当开关置“开”位置，电源接通，数字表有显示。

   2．电流调节     一般状态下，应逆时针旋转到底，以使电流输出为零，特

别是在输出电流大于5A时，不应停留时间太长（小于1分钟），否则取样电阻

会因电流大发热而改变阻值，造成测量附加误差，甚至会因超过功率而烧坏。

3．电流指示    3－位数字表显示输出电流大小，以“A”为单位，直读其

数值即可。

4．电压指示   3－位数字表显示输出电压大小，以“mV”为单位，直读其

数值即可。

5．输入插座   N₁为电流输入（初级）。N₂为次级线圈感应电压输出插座。

6．量程选择   按下电流量程，电流扩大10倍，

                电压量程20mV，200mV，2000mV三档，可转换。

五、操作说明

打开包装箱，取出铁芯测试仪，把电源电缆插头插入面板相应的插座，把快

速测量头的四个接头插入前面板上对应的电流N₁和电压N₂端，同时把电流调

节旋钮调到零，并使仪器前面板上的电源开关置“关”位置，再把电源电缆线

的另一端插头插入工频电源的插座上，接着就可进行如下操作：

   1．打开电源开关，数字面板表亮，显示为0000，表示仪器已通电预热，5

分钟后即可进行铁芯的测量，小数点位置跟随电压量程开关自动变换。

   2．按测试要求确定激磁电流I₁和次级感应电压U₂的量程，例如有一批铁芯

要求1安匝激励，U₂≤11.5mV，则应把电流量限置2A档，感应电压量限置20mV

档。

   3．把被测铁芯放入测量头近旁，连接好次级线圈，缓慢调节磁化电流I₁使

达到预定值，电压显示值也随着上升到对应值U₂，若U₂≥规定的数值，即铁

芯判合格；低于规定的值，则判不合格。

   4．测试完毕，先把磁化电流调零，关掉电源开关Sw。

六、铁芯工频磁参数的计算

     铁芯伏―安特性，可用于同种材料相同尺寸铁芯的比对，有时，需知道被

测铁芯的工频磁参数。例如最大幅值磁导率µ_am和初始幅值磁导率µ_ai，以进行

不同尺寸铁芯之间的性能比对，这时可通过测得的激磁电流I₁ 和感应电压U₂ 由

下式算出幅值磁感应强度B_m和幅值磁化场强度H_m，再由下式求得µ_a ：

         1.  H_m的计算

        H_m=√2   N₁I₁/L                     (2)

                      式中  H_m   为幅值磁化场强度            A/m

                              N₁    为初级线圈匝数

                              L₁    为磁化电流                   A

                              L     为铁芯平均磁路长度          m

2．Bm的计算

 B_m=U₂/4.44 f *N₂* S                      (3)

              式中  B_m         为幅值磁感应强度       T

         f       为测试频率              H_z

         N₂      为次级线圈匝数

         S        为铁芯的有效横截面积   m²

         U₂      为铁芯次级感应电压     V  

   把由式（2）和式（3）计算出的H_m和B_m代入式（1），即可算出µ_a。

      3．被测铁芯平均磁路长度L和有效截面积S计算

     被测铁芯一般有圆环形和矩形两种，其示意图见图2，图2（a）为圆环形

Do和Di各为其外径和内径，h为其高度，图2（b）为矩形，各符号见图示。

（1） 

对圆环形样品

式中 L   为铁芯平均磁路长度        m

        D  为铁芯的平均直径          m

        Do为铁芯的外径              m

        Di  为铁芯的内径              m

             式中    S   为铁芯的横截面积      m²

                   ρ_m  为铁芯材料的密度      Kg/m³

                              D   为铁芯的平均直径        m

                    M   为铁芯的质量            Kg

(2) 对矩形样品

           L=（a+|b）*2+πc                (6)

式中  L 为矩形铁芯的平均磁路长度     m

        a  为铁芯窗口的长度             m

        b  为铁芯窗口的宽度             m

    c  为铁芯回臂的宽度             m

式中    m为矩形铁芯的质量             Kg

          L为矩形铁芯的平均磁路长度   m

                  р_m为铁芯材料的密度           Kg/m³

            幅值磁导率的单位为H/m。有时需要知道相对幅值磁导率µ_ar:

       式中 μo为磁性常数，或叫真空磁导率，其值为4л *10^-7H/m。

  例如，现有一个铁芯，由式（2）和式（3）算出的Hm=0.8A/m,Bm=0.5T,

如果要求给出在工频磁化条件下，被磁化铁芯材料的最大幅值磁导率μam

 和起始幅值率μai,则对起始幅值磁导率。按定义为Hm趋向零时的μa，通常

对高磁导率材料，例如1J85和超微晶合金，为测试方便起见，定义Hm=0.08A/m

时的幅值磁导率取作为μai，而对取向硅钢等软磁材料，把Hm=0.8A/m时的幅

值磁导率取作为μai。对最大磁导率则应把激磁电流I加到较大的值，然后逐渐

减少磁化电流，记录下不同电流I1下的感应电压U2，按式（2）和式（3）算

出Hm和Bm,然后由式（1）求得μa，取其最大者即为μam。

七、注意事项

1． 仪器的外接插头和电源开关，长时间使用会出现故障，用户自行修理。

2． 两块数字面板表的量程开关，电流速缓调节器也属易损部件，应由技术

人员修理。仪器中各可调元件，在一起出厂时已经经过严格调定，不得随意转

动。

3． 在测量高磁导率铁芯在磁化曲线弯曲点以下部分时，较小电流的变化

引起较大感应电压的变化，帮在测量铁芯V-A特性时，会出现同一电流

下，U2在±10%间变化的数据，此时应以激磁电流由大而小稳定测量时

的数据为准。

4． 快速检测批量铁芯时，插头通常在通以较大电流时塞入拔出，这会引起

瞬间脉冲电流的产生，导致铁芯的剩磁态的不同，有时使测量的数据较大。

5． 仪器应该用一比较稳定的铁芯作标样，若发现不同次测量结果相差超过

±5%，应把仪器送生产厂校准。

6． 使用的工频电源波动太大的场合，应使用性能较佳的交流稳压器。

八、附录

   本说明书采用SI单位编写，即磁感应强度的单位取T或mT，磁化场强度的

单位取A/m ,磁导率的单位取H/m。鉴于目前工程技术界尚有Gs,Oe和Gs/Oe

等CGSM单位的使用，下面给出两种单位的换算，供使用者参考。

表1. 常用磁单位间换算

1T=10⁴Gs                        1mT=10Gs

1A/m=4л *10^-3Oe              1A/Cm=0.4лOe

表2.几种常用铁芯材料的密度

     1J77                     8.6       g/cm³

     1J79                     8.6       g/cm³

     1J85                     8.75      g/cm³

     3SiFe                    7.65      g/cm³

超微晶FeCuNbSi        7.25      g/cm³

    铁基非晶FeSiB          7.18      g/cm³