霍尔传感器测量铁磁材料直流磁特性、磁化曲线和磁滞回线实验报告-北京中慧天诚科技有限公司

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霍尔传感器测量铁磁材料直流磁特性、磁化曲线和磁滞回线实验报告: 2025-12-25 [27]

一、实验目的：

1.学习和掌握材料剩磁的消磁方法

2.用霍尔传感器测量铁磁材料直流磁特性、磁化曲线和磁滞回线的新方法。

二、实验原理

铁芯样品气隙中间部位实测有10mm线度范围磁感应强度B为MAX值，且是一个均匀磁场区域。在该均匀磁场区内磁感应强度Bm与被测铁磁材料内平均匀磁感应强度相同，在气隙中间处测得的Bmax，也就是通电线圈在铁心中产生的磁感应强度B，而通电线圈的磁场强度H可由其长度上的安匝数求得。这样随着通电线圈中电流的变化，H与B的对应关系组成了该铁材料的磁滞回线和磁化曲线。从中测得剩磁，矫顽力及饱和磁感应强度等表征铁芯基本磁特性的物理量。

三、实验装置

测量装置如图所示，其中：

数字式毫特仪：四位半LED显示；量程2000mT；分辨率位0.1mT；基本误差±1％；（读数）±0.01%（满度）。

恒流电源：三位半LED显示；可调恒定电流0~600mA

实心铁芯样品（绕有2000匝励磁线圈）。截面长2.00cm，宽2.00cm，间隔 2.0mm

层叠选硅钢片样品（绕有2000匝励磁线圈）。样品截面长2.00cm，宽2.00cm，间隔 2.0mm.（选配）。

四、实验内容和实验数据

1.磁路磁场分布的测定

将数字式毫特仪探头平行地接入气隙，置于中间，注意勿于样品接触，线圈通以固定直流电流，用数字式毫特仪，沿磁路相等方向测定磁场分布（见表1）．由表1可得：在与等磁路方向垂直截面的中间有10mm均匀范围，此处的磁感应强度MAX，对称变化率仅为0.6%，将探头固定于该范围的MAX值处，以此作为测量点。

表1：气隙中间等磁路方向的磁场分布测量数据

Ｘ/mm B/mT	Ｘ/mm B/mT	Ｘ/mm B/mT	Ｘ/mm B/mT
-10.0 130.7	-4.0 168.1	1.0 168.4	6.0 167.4
-9.0 165.3	-3.0 168.3	2.0 168.4	7.0 166.8
-8.0 166.1	-2.0 168.4	3.0 168.4	8.0 165.3
-7.0 167.0	-1.0 168.4	4.0 168.4	9.0 160.6
-6.0 167.4	0.0 168.4	5.0 168.0	10.0 123.1

从表1中可以看出，在边缘处X=-10.0mm及X=10.0mm磁感应强度明显减小，而在X=-9.0mm到X=9.0mm范围可认为均匀磁感应强度区。

2.样品退磁

在正式测量磁化曲线和磁滞回线之前，对样品进行退磁处理；使磁化曲线的反映具有真实性。具体做法采用直流退磁法：在上述测量度点，将励磁电流调到足够大Im（如600mA），而后将励磁电流减小到零，再将电流反向，由小到比Im稍小的值如500mA，再到零，电流不断反向，逐渐减小励磁电流，重复上述过程，使剩磁降到零，数字式毫特仪示值也随之趋于零，完成对样品的退磁。

3.初始磁化曲线测量

以50mA为间隔从零开始逐渐增长率大励磁电流I，记录数字式毫特仪对应的磁感应强度B，直到I增加而B相应增长率量减小．此时磁感应强度B趋向于饱和，由电流I，单位长度的匝数n可计算通电线圈的磁场强度H，得初始磁化曲线（如图3中粗线段）。

表2：初始磁化曲线测量数据

I/mA	H/(A/m)	B/mT
0	0
50	417
100	833
150	1250
200	1667
250	2083
300	2500
350	2917
400	3333
450	3750
500	4167
550	4583
600	5000

平均磁路长度L＝0.240，总匝数N=2000A匝，单位长度匝数n=8.333匝/m

4.磁锻炼

在测量磁滞线前应对样品进行磁化，称为磁锻炼。目的是为了得到一个中间对称而稳定的磁滞回线。这可采取保持MAX磁化电流Imax不变，利用换向开关10次改变励磁电流以方向来达到目的。

5.磁滞回线测量

在经过磁锻炼以后，就可测量该磁化电流所对应的磁滞回线。以50mA为间隔从Imax开始使励磁电流I经I max→0→-I max→0→I max变化，记录数字式毫特仪对应的磁感应强度B，逐点描出B－H曲线为该磁化电流所对应的磁滞回线。当然还可在其他磁化电流值时测出一族磁滞回线，这些磁滞回线的起始点所连成的曲线就是该样品的基本磁化曲线。在测量磁滞回线过程中励磁电流的变化是单调增加或单调减少，否则影响实验结果。

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