本發(fā)明涉及一種壓磁效應(yīng)的測(cè)量方法，具體涉及一種鐵基非晶合金帶材壓磁效應(yīng)的測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

非晶合金帶材是由快速凝固技術(shù)制成的一種新型材料，由于其具有高磁導(dǎo)率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低矯頑力、低鐵損和良好熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于變壓器、濾波電感、互感器及傳感器等電子領(lǐng)域。

鐵基非晶合金具有顯著的壓磁特性，即在壓應(yīng)力的作用下，鐵基非晶帶材內(nèi)部通過磁彈性耦合效應(yīng)引起磁導(dǎo)率發(fā)生變化的現(xiàn)象。鐵基非晶合金的壓磁效應(yīng)主要受其內(nèi)部的應(yīng)力影響，而內(nèi)應(yīng)力的分布情況又與其合金成分、成型工藝、樣品尺寸及熱處理工藝等均存在密切關(guān)系。

目前，在鐵磁材料壓磁效應(yīng)的研究過程中，存在著因測(cè)量裝置不完善帶來的諸多問題，其中最主要的問題是鐵磁材料與連接阻抗分析儀的引線必須通過焊料焊接方可導(dǎo)通進(jìn)行測(cè)量，而焊料形成的焊點(diǎn)很難控制，其帶來的阻抗變化足以影響測(cè)試結(jié)果。另外，焊料與鐵磁材料之間的不浸潤問題，使得焊接存在很大困難。以上存在的問題，使得每次測(cè)量誤差很大，測(cè)量結(jié)果都很難得到重復(fù)，且測(cè)量的靈敏性亦不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問題，提供了一種鐵基非晶合金帶材壓磁效應(yīng)的測(cè)試方法，使得測(cè)試操作簡(jiǎn)單，無需焊接引線，信號(hào)響應(yīng)快，測(cè)量準(zhǔn)確，重復(fù)穩(wěn)定性好。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種鐵基非晶合金帶材壓磁效應(yīng)的測(cè)試方法，其特征在于，其測(cè)試方法步驟如下：

（1）測(cè)試裝置準(zhǔn)備：測(cè)試使用的測(cè)量裝置包括測(cè)量管、繞于測(cè)量管表面的電感線圈和加載壓頭，加載壓頭置于測(cè)量管中段上方開口中，兩組電感線圈分別位于加載壓頭的左右兩側(cè)，兩組電感線圈串聯(lián)方式連接，串聯(lián)的兩組電感線圈再和數(shù)字電橋形成閉合連接。

（2）將合金帶材放入測(cè)量裝置的測(cè)量管中，再利用傳感壓頭通過玻璃板對(duì)合金帶材施加應(yīng)力，隨著受力面積的增加使得帶材內(nèi)部的受力更為均勻，另外，合金帶材會(huì)使磁力線匯集并沿著其內(nèi)部通過，從而提升了測(cè)試結(jié)果的可靠性及穩(wěn)定性。

（3）在測(cè)量裝置的加載壓頭上逐步添加砝碼，對(duì)合金帶材進(jìn)行施壓，同時(shí)利用數(shù)字電橋完成對(duì)測(cè)試裝置閉合回路電感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

（4）繪制壓磁效應(yīng)值與線圈電感值的曲線圖SI(%)---σ，以表征壓磁效應(yīng)。其壓磁效應(yīng)值SI(%)的定義為：SI(%) = [Ls(σ)- Ls(σ₀)]/ Ls(σ₀)% ，式中Ls為線圈電感值，Ls(σ)為應(yīng)力為σ時(shí)線圈電感值，Ls(σ₀)為未加應(yīng)力時(shí)線圈電感值。

本發(fā)明的有益效果是：1、該裝置制備工藝簡(jiǎn)便，制作成本低；2、所測(cè)材料省去了焊接引線的麻煩，且信號(hào)響應(yīng)快、測(cè)量準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性大大提高；3、測(cè)量方法簡(jiǎn)單，易操作，靈敏度較高；4、測(cè)試結(jié)果可以更為直觀準(zhǔn)確的反應(yīng)帶材的壓磁性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明使用的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

在圖中，1、測(cè)量管 2、電感線圈 3、加載壓頭 4、玻璃板 5、合金帶材 6、數(shù)字電橋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

如圖1、圖2所示，一種鐵基非晶合金帶材壓磁效應(yīng)的測(cè)試方法，其特征在于，其測(cè)試方法步驟如下：

（1）測(cè)試裝置準(zhǔn)備：測(cè)試使用的測(cè)量裝置包括測(cè)量管1、繞于測(cè)量管表面的電感線圈2和加載壓頭3，加載壓頭3置于測(cè)量管1中段上方開口中，兩組電感線圈2分別位于加載壓頭3的左右兩側(cè)，兩組電感線圈2串聯(lián)方式連接，且空載時(shí)兩組線圈總電感值要求≥10μH，串聯(lián)的兩組電感線圈2再和數(shù)字電橋6形成閉合連接。

（2）將合金帶材5放入測(cè)量裝置的測(cè)量管1中，再利用傳感壓頭3通過玻璃板4對(duì)合金帶材5施加應(yīng)力，隨著受力面積的增加使得帶材內(nèi)部的受力更為均勻，另外，合金帶材5會(huì)使磁力線匯集并沿著其內(nèi)部通過，從而提升了測(cè)試結(jié)果的可靠性及穩(wěn)定性。

（3）在測(cè)量裝置的加載壓頭3上逐步添加砝碼，對(duì)合金帶材5進(jìn)行施壓，同時(shí)利用數(shù)字電橋6完成對(duì)測(cè)試裝置閉合回路電感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

（4）繪制壓磁效應(yīng)值與線圈電感值的曲線圖SI(%)---σ，以表征壓磁效應(yīng)。其壓磁效應(yīng)值SI(%)的定義為：SI(%) = [Ls(σ)- Ls(σ₀)]/ Ls(σ₀)% ，式中Ls為線圈電感值，Ls(σ)為應(yīng)力為σ時(shí)線圈電感值，Ls(σ₀)為未加應(yīng)力時(shí)線圈電感值。

被測(cè)試的合金帶材選擇典型的鐵基非晶/納米晶帶材Fe_71.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉非晶帶材，通過砝碼對(duì)合金帶材進(jìn)行施壓，同時(shí)采用數(shù)字電橋（TH-2816）完成對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置閉合回路電感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。測(cè)試過程中，數(shù)字電橋的測(cè)試頻率f =1 kHz，測(cè)量電壓lev=0.3 v；壓力試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)力加載范圍為0-0.1 MPa。

采用“SI(%)---σ”曲線來表征壓磁效應(yīng)。其壓磁效應(yīng)值SI(%)的定義為：

SI(%) = [Ls(σ)- Ls(σ₀)]/ Ls(σ₀)%

式中Ls為線圈電感值，Ls(σ)為應(yīng)力為σ時(shí)線圈電感值，Ls(σ₀)為未加應(yīng)力時(shí)線圈電感值。