软磁材料直流磁性能测量装置测试数据比对

发布时间：2019-07-01 10:03:54 发布人：上海圣通浏览量：

为推动公司软磁材料直流基本磁滞回线项目的发展，需要对目前国内检测机构现有装置进行相关的测试考核。6月12日至13日两天，在杭州进行了软磁材料直流磁特性样品的测试比对。在此感谢中国计量大学刘亚丕教授、浙江省计量科学研究院虞志书高工和浙江工业大学车声雷教授为这次进行横向比对测试提供的便利和热情接待！
一、参与比对的测试设备

编号	机构/企业名称	设备名称	测试方法
1	中国计量大学	MAGNET-PHYSIK C-750	扫描法
2	浙江省计量科学院	MAGNET-PHYSIK C-750	扫描法
3	浙江工业大学	METRON SK1100	扫描法
4	圣通扫描法	FE-2010SD	扫描法
5	圣通模拟冲击法	FE-2010SD	冲击法

二、测试样品情况：

1、材料：纳米晶，Le=35.72mm，Ae=3.913 mm²，Ve=0.1398 cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	2.8	1.25	0.761	0.636	80.1
中国计量	-6.2	1.22	0.729	0.636	80.1
浙江工大	3.644	1.239	0.765	0.65	79.12
圣通扫描	3.42	1.236	0.7514	0.6362	80.03
圣通冲击	3.795	1.246	0.7615	0.637	80.07

2、材料：DT4，Le=112.2mm，Ae=19.92 mm²，Ve=2.234 cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	1000	1.84	0.742	86	10000
中国计量	808	1.84	0.738	85.9	10000
浙江工大	868.5	1.81	0.725	89.47	9929.6
圣通扫描	798.6	1.84	0.7206	89.4	10000
圣通冲击	847.7	1.852	0.73	84.78	9997

3、材料：MnZn铁氧体，Le=60.18mm，Ae=48.93 mm²，Ve=2.944cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	5.4	0.371	0.0601	4.78	602
中国计量	7.4	0.37	0.0609	4.86	604
浙江工大	4.861	0.363	0.0568	4.58	600.34
圣通扫描	4.434	0.361	0.05634	4.374	598.7
圣通冲击	4.535	0.3717	0.05866	4.749	599.8

4、材料：1J22，Le=178.3mm，Ae=22.05 mm²，Ve=3.931cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	494	2.2	1.03	44.9	4020
中国计量	728	2.22	1.05	45.6	4010
浙江工大	436.244	2.1579	1.0072	44.38	3975.45
圣通扫描	396.2	2.189	1.014	42.3	3998
圣通冲击	418.9	2.208	1.028	43.26	3990

5、材料：FB45铁氧体，Le=65.9mm，Ae=17.79 mm²，Ve=1.172cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	71	0.418	0.256	41.6	1210
中国计量	72	0.417	0.258	41.8	1200
浙江工大	68.716	0.4084	0.2477	40.716	1196.64
圣通扫描	64.83	0.4103	0.242	39.6	1199
圣通冲击	63.54	0.4152	0.2467	39.23	1201

6、材料：1J79，Le=88.37mm，Ae=10.44 mm²，Ve=0.9227cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	2.8	0.742	0.436	0.746	82.5
中国计量	2.3	0.739	0.443	0.739	80.1
浙江工大	2.581	0.7269	0.436	0.77	79.78
圣通扫描	2.503	0.7387	0.4512	0.7632	79.95
圣通冲击	2.366	0.7443	0.449	0.6987	79.97

7、材料：无取向硅钢，Le=69.62mm，Ae=46.14mm²，Ve=3.212cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	403	1.52	0.312	54.3	4770
中国计量	413	1.52	0.312	54.5	4830
浙江工大	385.1	1.5357	0.3048	53.72	4970
圣通扫描	368.5	1.531	0.305	52.52	4998
圣通冲击	339.7	1.537	0.3037	53.54	4991

8、材料：1J50，Le=112.2mm，Ae=15.93mm²，Ve=1.787cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	39	1.49	0.934	4.99	1610
中国计量	42	1.5	0.93	4.93	1610
浙江工大	39.758	1.46	0.918	6.97	1600
圣通扫描	34.42	1.48	0.906	6.829	1599
圣通冲击	29.99	1.493	0.9194	5.374	1599

9、材料：取向硅钢，Le=216.4mm，Ae=68.64mm²，Ve=14.85cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	119	1.77	1.43	9.42	800
中国计量	119	1.77	1.42	9.52	802
浙江工大	120.8	1.773	1.423	10.55	798
圣通扫描	114.8	1.769	1.416	10.06	800
圣通冲击	111.1	1.78	1.409	9.408	799.5

10、材料：铁粉芯，Le=61.1mm，Ae=69.56mm²，Ve=4.251cm³

测试机构	Pu(J/m³)	Bs(T)	Br(T)	Hc(A/m)	Hs(A/m)
浙江计量	110	0.466	0.061	87.8	9630
中国计量	113	0.469	0.0062	89	9800
浙江工大	79.217	0.4863	0.0054	76.4	9948
圣通扫描	65.54	0.4809	0.004621	67.12	9978
圣通冲击	80.73	0.4868	0.005776	81.83	9995

三、分析
1、GM2100SD采用模拟冲击法进行测试，初始磁导率、最大磁导率均能测试出来，并具有很好的重复性，采用扫描法国外设备均不提供初始磁导率参数，最大磁导率可提供，但差异相互之间差异太大，考虑这次主要比较磁滞回线没提供；
2、按冲击法与扫描法的差异，采用扫描法一般情况下Hc会高于冲击法，但部分样品出现采用扫描法测试Hc低于冲击法，只能解释为测试控制差异或磁通计漂移的过度修正；
3、Hs锁定方面，GM2100SD无论采用模拟冲击法和扫描法锁定精度都是最好的，其他采用扫描法均出现存在偏差的现象，锁定精度略差，由此感觉国外的电源并不是传说中的分辨率那么高；
4、Br测量无规律，与模拟冲击法比较或大或小。同时在实际测试过程中，模拟积分器存在漂移，测试波形常见上下出现不对称，最后通过对漂移进行修正后达到对称，这可能是对Br影响较大的原因；
5、Bs日本METRON SK1100较GM2100SD普遍小一些，可理解为校准上的差异，德国设备或大或小，存在一些疑问；
6、Pu测试中国计量大学德国设备在磁滞回线交错的情况下会差异较大，扫描发磁滞回线饱和段（1，3象限）交错现象情况测试过程中都出现，德国设备软件存在bug，Pu出现负值；
7、其他分析工作，我们还需要再通过对采样原始数据进行分析后获得。

软磁材料直流磁性能测量，由于目前没有严格定义相关的测试方法（扫描法、冲击法），同时没有相关标准对扫描时间、扫描波形进行类似软磁交流测量一样的限制条件（保持磁通正弦），测试数据还存在较大差异，我们将通过更多的工作去促进该设备的完善和进步！