棒状软磁材料磁特性测试方法的研究

为用棒状样品检验软磁材料的磁性能参数而不考虑退磁场的影响，目前**的标准测量方法是磁导计法。在磁导计法中（参考标准IEC 60404-4:2000、GB 13012-2008），样品通过与其两端紧密接触的软磁材料做的磁轭构成闭合磁路，而被绕在磁轭（B类磁导计法）或样品上（A类磁导计法）的通电流绕组进行磁化，样品的磁感应强度或磁化强度是用套在其上的线圈中感生电动势的积分用磁通计测量的。这样，原来开路条状样品中的退磁场，由于其两端的磁极的作用被在磁轭中感生的反号磁极抵消了大部分，致使退磁场的复杂影响忽略不计。与磁化绕组均匀绕在样品上的环样测磁相比，用磁导计可把*大磁场加大多倍，但是磁轭的有限磁阻以及在样品两端邻域复杂的磁极分布未被考虑，仍将导致磁场沿样品长度的不均匀，同时不能用磁化电流，绕组匝数和磁路长准确计算磁场。这样，磁场的均匀性和测量成了各种磁导计设计中的主要问题[1,2]。

虽然目前所有配置了磁导计做软磁材料开路样品测量的设备都应该具有校准过的磁通计和磁场线圈，但多数仍然存在磁场测量不确定的问题[3]。与此相关，每当发现同一样品有不同厂家生产的磁导计测量的结果极为不同时，总用磁通准确度、电流准确度和标定线圈的准确度去说服用户，实际上磁导计本身可能存在的内禀误差往往被忽略，甚至没有人去关注。在无法判断结果是否准确时，不得不依靠单位之间的协商确定一个标准来统一数据。显然，这种人为确定的标准是缺乏科学根据，因而至今不存在大家认可的国际标准和国家标准[4]。

原则上，棒状样品的真实磁性是可以用磁通计法测量的，即：只要样品很长并在更长的通电流螺线管中磁化。在这种情况下，样品中心的退磁场可以小到被忽略，磁场H才可以被由电流算出的外加场Ha**代替。但是这种方法从来未被用过，因为被测出的性能随样品长度增大而趋于真实磁性的速度非常慢，螺线管的加长又要伴随着所施加功率的成比例增大，制备样品和测试也很困难。

由华鸣仪器公司特聘磁测量有名专家陈笃行教授主持经过近一年的研究，我公司发明了一种棒状软磁材料标准样品测定方法和测试装置。即通过对有限长度的棒状铁磁样品在螺线管中的测量，对获得的原始MH曲线上每点进行以微分磁化率为退磁因子的退磁修正，便可以获得真实的磁化强度对磁场的关系曲线，这时候才可以通过考核磁通准确度、电流准确度和标定线圈的准确度来解释。并可将测试后获得的具有准确磁性的长样品，无可争���的用作**标准样品，或将此样品截短获得二级标准样品所使用。同时将满足磁导计法测量结果的正误鉴定，以改进磁导计法测试的标准规范，有了可参考的这种标准样品，目前严重存在的软磁棒样磁性测量结果不一致问题，便可逐步得到解决。

该项目研究相关内容已经申报发明**“铁磁圆柱直流磁性能标准样品测定方法、磁导计校正方法”一项，发表JMMM论文一篇，摘要录入第十七届国内磁学和磁性材料会议论文集一项并进行大会交流；还有两篇论文（中、英文刊物各投一篇）已经通过审核。特别是**篇英文论文，将B类磁导计测试法和螺线管磁通计退磁修正法在测试圆柱形棒状样品时达到**统一获得国际磁测量专家的好评，称赞解决了软磁材料测量中一个长期悬而未决的问题，论文强烈推荐发表，并评价它将对软磁材料开路测量获得真实的M(H)磁特性曲线做出了宝贵的贡献，其影响将是深远的！