磁導計

用於磁化開磁路軟磁材料試樣。又稱軟磁磁導計。其結構見圖1。材料試

樣夾在兩U狀磁軛之間，並穿過均勻分佈的磁化線圈。磁軛由硅鋼片疊制而成。用中場磁導計代替愛潑斯坦儀測量硅鋼片等的磁特性和鐵損，無需剪裁，可節省大量試樣材料，並能方便地裝入和取出試樣。較簡單的中場磁導計只使用一個U狀磁軛，試樣可採用更小尺寸的切片（見硅鋼片磁特性測量）。

由於鐵磁質的作用，導致螺線管內磁場的均勻性遭到破壞，磁場測量線圈常數由此產生變化，使磁性能測量結果嚴重失真。所以，用中磁場磁導計來測量軟磁材料棒形試樣的各項磁性能是不適宜的。

當把一個鐵磁質封閉的盒子放入均勻磁場中，則盒壁與其中的空間構成了並聯磁路。由於鐵磁質的相對磁導率遠遠大於空氣的相對磁導率，因此，空腔中的磁阻就遠遠大於盒壁的磁阻，所以磁場的磁力線幾乎全部從盒壁內通過，而空腔內僅有極少數的磁力線通過，因此，空腔內的磁場很弱。同樣的原因，當螺管中有鐵磁質試樣時，螺管中磁場的均勻性已遭到破壞，絕大部分磁力線也應通過鐵磁質試樣，在磁開路情況下只有少數的磁力線通過磁場測量線圈的間隙，因此，測得磁場強度就很小；在閉合磁路情況下由於磁導計磁扼體和鐵磁質試樣共同作用，使較多的磁力線通過磁場測量線圈的間隙，因此，測得磁場強度就較大 ^[1]  。

用於磁化永磁材料（即硬磁材料）試樣。又稱永磁磁導計。由於永磁材料在測量與磁化時要求有很強而集中的磁場，且永磁材料試樣多是開路形式，故專門製造了這種磁導計。強場磁導計由磁極、磁軛、磁化線圈等構成（圖2），試樣夾在可動磁極與固定磁極之間。為使磁化磁場集中在試樣上，須使磁軛消耗的磁化安匝儘量少，因此磁軛通常採用磁導率高的材料，並且截面較大，製作時要求有較高的工藝水平。磁化線圈由直流電源供電，其容量可滿足產生足夠大的飽和磁場強度Hm的需要。Hm一般取被測材料內稟矯頑力Hcj的3～5倍，電源的穩定度應保證在1分鐘內變化不超過0.1%。

計為快速檢驗和分選永磁材料，常採用對稱雙軛磁導計結構。它的兩個U狀磁軛完全對稱，4個磁化線圈完全相同，並串聯在一起。未放入試樣時，左右兩氣隙內的磁通相等，中間氣隙內的磁通為零。在一邊氣隙中放入試樣後，磁路平衡被破壞，中間氣隙內存在有正比於試樣磁化強度的磁通。作用於試樣的磁場強度，可在另一邊氣隙內測得。如在一邊氣隙內放入標準試樣，則可對放在另一邊氣隙中的試樣進行分選 ^[2]  。

為快速檢驗和分選永磁材料，常採用對稱雙軛磁導計結構。它的兩個U狀磁軛完全對稱，4個磁化線圈完全相同，並串聯在一起。未放入試樣時，左右兩氣隙內的磁通相等，中間氣隙內的磁通為零。在一邊氣隙中放入試樣後，磁路平衡被破壞，中間氣隙內存在有正比於試樣磁化強度的磁通。作用於試樣的磁場強度，可在另一邊氣隙內測得。如在一邊氣隙內放入標準試樣，則可對放在另一邊氣隙中的試樣進行分選。

在EIc的標準中，愛潑斯坦方圈法和單片磁導計法是兩種獨立有效的測量方法。但單片磁導計的等效磁路長度成為一個受材料和人員操作等因素影響的參量，造成兩種測量方法得出的測量數據往往不一致，容易產生因測量方法不同而造成的材料品質認定糾紛。按照國標中磁導計法的等效磁路長度的確定方法，為了保證測量數據的一致，需要確定磁導計對不同材料型號，在不同磁極化強度測試點、不同頻率下的等效磁路長度，這不僅增加了用磁導計法測試的工作量，還使得磁導計測量法成為了一種依賴於愛潑斯坦方圈法的測試方法，不能充分發揮單片磁導計測量無損檢測的優點。

因而，探討一種不依賴於愛潑斯坦方圈法而又能使兩種測量方法測試數據統一的磁導計等效磁路長度的確定方法，可以大大簡化磁導計測量方法的操作，並提高磁導計的通用性。

用磁導計測量單片電工鋼片的磁性能時，電工鋼片和磁扼以及勵磁線圈組成無載變壓器，假定l_m為等效磁路長度，根據安培環路定理，則有：

H·l_m =N₁·I

由於勵磁線圈的匝數N，是確定的，勵磁電流I可以通過電流表測得，如果還能確定環路中的磁場強度H，則可以通過這個公式計算得到等效磁路長度l_m。

為了測得磁場強度H，在磁導計線圈骨架內增加一組磁場強度H測試線圈，貼近被測試的電工鋼片，用平均值電壓表測得測試線圈的感應電壓U，則可依據下面公式計算得到磁場強度H。

式中：u₀為真空磁導率；

N₂為磁場強度H測試線圈匝數；

F為測試頻率，Hz；

s為有效面積；

因而，等效磁路長度如下公式

通過進一步的研究和實驗，可以得到確定的H一l。關係，則這種方法可以成為單片磁導計國標的一個補充。採用這種方法，可以簡化單片磁導計確定等效磁路長度的實驗，減少測試中材料的損耗，有利於電工鋼片測試標準的應用 ^[3]  。