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《霍尔法测量铁磁材料磁滞回线的误差分析和改进_谢湘华.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、4062005年全国高校非物理类专业物理教育学术研讨会论文集P一E26霍尔法测量铁磁材料磁滞回线的误差分析和改进`谢湘华钟菊花陈建华李燮里,(华东理工大学物理系上海200237),摘要对霍尔法测量磁化曲线和磁滞回线的主要误差来源进行了分析并在操作上作了相应的改进,以磁滞,回线的中心对称性特征为依据对探头的零点进行校,一种快速不对称B。,,,正并提出了退磁法实验证明此法操作更简洁更.,退磁更彻底快速;;;关键词磁场磁滞回线霍尔法误差1前言,B,而且磁介质在外磁场H作用下将产生很大的附加磁场B的变化总是滞后于H的变,,,r,,化当H=O时附加磁场B的值并不等于零为了消除剩磁B要
2、加一反向磁场当B=。时的外磁场的值为H。,又称为矫顽力,H。的大小反映了磁介质保持剩磁状态的能力.大学物理实,,验中采用霍尔传感器介质采用最常用的铁磁质通过铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测,、矫顽、,量使同学对磁介质的剩磁力饱和磁感应强度等基本磁特性有所了解同时学习材料剩.,磁的退磁方法,,霍尔法具有操作方便外磁场可连续变化测量准确度高等特点但在实验过程,、,,,中特别是探头调零样品退磁方面操作还不尽完善同时会带来一些系统误差本文对此进行了优化和改进.2主要仪器和实验HM一,l霍尔法磁化曲线与磁滞回线实验仪(上海大学核力电子设备厂)其中包括SXG一2,00。数字式毫特计15
3、600恒流电源和实心环形铁芯样品一组线圈(线圈匝数为N)绕在环,,测量时霍尔探头置于气隙中磁感应强度均匀区形样品上样品中间开了一个极窄的均匀气隙.,通过线圈励磁电流,域内外磁场H的变化I的大小进行调节电流方向通过双刀双掷开关控·.,,=(Nl/)I,制从而改变磁场方向其中Hl为样品平均磁路长度3分析讨论(1)零点校正.,而零点校正是最重要的步骤通常,本实验的误差来源之一是特斯拉计的读数准确性将,.作者简介:,女副教授从事基础课教学及其研究5年全国高校非物理类专业物理教育学术研讨会论文集7,.,“”,B~,探头退到气隙最远处在外磁场为零的情况下调节调零旋纽使磁感应强度0此时铁
4、磁质内往往有剩磁存在,霍尔探头即使离开气隙一段距离,也不能保证此处B为零.如何消除,.根据磁滞回线中心对称性的特点,此系统误差?我们对此进行了改进进行探头零点较正从1的,正向磁饱和强度二,`图磁滞回线可以看到B(+)和负向的磁饱和强度B(一)的绝对值相,二。`,,二,二:等B(+)=}B(一)l而且在外磁场强度H为任意值H时都有等式B(+)=l甘(一)l.r,,=m,“”成立根据中心对称的特性选取H的几个特征点如HO或H调节调零旋纽使B(+)r`二二’,,m。。`=IB(一)}或刀(+)={B(一)}经过fL次来回调节即H(+)~o~H(一)一。一H(m’二,,,,B+)一
5、H(一.)保证了霍尔探头零点准确性同时样品经过反复磁化(磁锻炼)增强了r,。.,BH的稳定性此时测量得到的磁滞回线和等参数更加准确_止一玺色_·6030丫沼半300600责价多恕:{一一刀,x()图1磁介质的起始磁化曲线和磁滞回线图2不对称I退磁法示意图(2)退磁,要求测量前样品中剩磁为零,因此,本实验的另一个误差来源是起始磁化曲线测量首先.,二调节正向,,H。必须对样品进行退磁处理通常采用不对称法负向外磁场最大值不相等(+),二,,二,,,并!Ham(一l)即励磁电流I。(+)护}厂mt(一l)并逐步减小I值如图2所示I沿着二,。,60omA一。一一50mA~。~40m.
6、A。依次变化I~o时的磁感应强度B逐步减小直到B0.,=,,,。,O退磁成功这种不对称I退磁法操作步骤易于表述但退磁时间较长当B较小时I的调.,,否。。,节要非常小心需要多次调节则B很难完全退到影响到起始磁化曲线测量的准确性不,,对称退磁法除了以励磁电流I为自变量外也可以依据磁感应强度】Bl值进行调节即不管I.,,,通过改变,B逐的大小只要观察B的变化I的大小和方向使步减小的方法实验证明这种.,,,不对称B退磁法操作更方便退磁业可以更彻底同时在此基础上我们提出了一种快速退磁。,。,,B法退磁时反向外磁场的大小以电流I=0时的磁感应强度B为参考值如图3所示起始点,.,.093
7、3mT),I3mT,T,J调至,为(改变方向调节电流使B(一)略小于93如一90m将0此时。..B2mT,I反向后,0mT,I=,。。=一23将调节I使B(+)=2再回到0时B=0退磁成功,I或不对称B退磁法,,B。需要指出的是不管是不对称当样品中的剩磁比较小时如}!<,,。,。,10mT需要操作者仔细调节I值同时观察}B!的变化有时针对某一个B值往往需要调节,。.B(一l)或B(+)B,,。,励磁电流I至较大值使}值大于如图3所示当B=3smT直到B(一)...omT,B。二,,调节到一10时。3mT这就要求学生
