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渦流標(biāo)準(zhǔn)滲透深度是電磁檢測(cè)中渦流檢測(cè)的一個(gè)概念,表示渦流透入導(dǎo)體的距離稱為滲透深度。電磁檢測(cè)中渦流檢測(cè)的一個(gè)概念,表示渦流透入導(dǎo)體的距離稱為滲透深度,當(dāng)渦流密度衰減到其表面值1/e時(shí)的滲透深度稱為標(biāo)準(zhǔn)滲透深度,也稱肌膚深度,它表征渦流在導(dǎo)體中的肌膚程度,用符號(hào)δ表示,單位是m(米)。滲透深度計(jì)算公式δ為滲透深度,單位是m讀作:德?tīng)査覟椴牧想妼?dǎo)率,單位是S/m英文表達(dá)sigma,漢語(yǔ)譯音為“\t"/item/%CF%83/_blank"西格瑪”f為交流電流頻率,單位是Hzμ為材料的磁導(dǎo)率,單位是H/mμ希臘字母讀作謬在工程中以標(biāo)準(zhǔn)滲透深度的2.6倍作為檢測(cè)范圍,即檢測(cè)能力電導(dǎo)率,物理學(xué)概念,也可以稱為導(dǎo)電率。在介質(zhì)中該量與\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電場(chǎng)強(qiáng)度E之積等于傳導(dǎo)\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電流密度J。對(duì)于各向同性介質(zhì),電導(dǎo)率是標(biāo)量;對(duì)于各向異性介質(zhì),電導(dǎo)率是張量。生態(tài)學(xué)中,電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以西門(mén)子每米(\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"S/m)表示。電導(dǎo)率(conductivity)是用來(lái)描述物質(zhì)中\(zhòng)t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電荷流動(dòng)難易程度的參數(shù)。在公式中,電導(dǎo)率用希臘字母κ來(lái)表示。電導(dǎo)率σ的標(biāo)準(zhǔn)單位是西門(mén)子/米(簡(jiǎn)寫(xiě)做S/m),為電阻率ρ的倒數(shù),即σ=1/ρ。當(dāng)1安培(1A)電流通過(guò)物體的橫截面并存在1伏特(1V)電壓時(shí),物體的電導(dǎo)就是1S。西門(mén)子實(shí)際上等效于1安培/伏特。如果σ是電導(dǎo)(單位西門(mén)子),I是電流(單位安培),E是電壓(單位伏特),則:σ=I/E通常,當(dāng)電壓保持不變時(shí),這種直流電電路中的\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電流與電導(dǎo)成比例關(guān)系。如果電導(dǎo)加倍,則電流也加倍;如果電導(dǎo)減少到它初始值的1/10,電流也會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的1/10。這個(gè)規(guī)則也適用于許多低頻率的交流電系統(tǒng),如家庭電路。在一些交流電電路中,尤其是在\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"高頻電路中,情況就變得非常復(fù)雜,因?yàn)檫@些系統(tǒng)中的組件會(huì)存儲(chǔ)和釋放能量。\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電導(dǎo)和電阻也有關(guān)系,如果R是一個(gè)組件和設(shè)備的電阻(單位歐姆Ω),電導(dǎo)為G(單位西門(mén)子S),則:G=1/R

[2]

。影響因素溫度電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而減小。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加。在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)??梢员磉_(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率。摻雜程度固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率增高。水溶液的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度,或其它會(huì)分解為\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)。水樣本的電導(dǎo)率是測(cè)量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要指標(biāo)。水越純凈,電導(dǎo)率越低(電阻率越高)。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"系數(shù)來(lái)紀(jì)錄;電導(dǎo)系數(shù)是水在25°C溫度的電導(dǎo)率。

[3]各向異性有些物質(zhì)會(huì)有\(zhòng)t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"各向異性(anisotropy)的電導(dǎo)率,必需用3X3矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ),第二階張量,通常是對(duì)稱的)。測(cè)量方法電導(dǎo)率的測(cè)量通常是溶液的電導(dǎo)率測(cè)量。固體導(dǎo)體的電阻率可以通過(guò)\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"歐姆定律和電阻定律測(cè)量。電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的測(cè)量一般采用交流信號(hào)作用于電導(dǎo)池的兩電極板,由測(cè)量到的\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電導(dǎo)池常數(shù)K和兩電極板之間的電導(dǎo)G而求得電導(dǎo)率σ。電導(dǎo)率測(cè)量中最早采用的是\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"交流電橋法,它直接測(cè)量到的是電導(dǎo)值。最常用的儀器設(shè)置有常數(shù)調(diào)節(jié)器、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)器和自動(dòng)溫度補(bǔ)償器,在一次儀表部分由電導(dǎo)池和\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"溫度傳感器組成,可以直接測(cè)量電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率。測(cè)量原理電導(dǎo)率的測(cè)量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板(或圓柱電極),放到被測(cè)溶液中,在極板的兩端加上一定的\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電勢(shì)(為了避免溶液電解,通常為正弦波電壓,頻率1~3kHz)。然后通過(guò)\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電導(dǎo)儀測(cè)量極板間電導(dǎo)。電導(dǎo)率的測(cè)量需要兩方面信息。一個(gè)是溶液的電導(dǎo)G,另一個(gè)是溶液的電導(dǎo)池常數(shù)Q。電導(dǎo)可以通過(guò)電流、電壓的測(cè)量得到。根據(jù)關(guān)系式K=Q×G可以得到電導(dǎo)率的數(shù)值。這一測(cè)量原理在直接顯示測(cè)量?jī)x表中得到廣泛應(yīng)用。而Q=L/AA——測(cè)量電極的有效極板面積L——兩極板的距離這一值則被稱為電極常數(shù)。在電極間存在\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"均勻電場(chǎng)的情況下,電極常數(shù)可以通過(guò)幾何尺寸算出。當(dāng)兩個(gè)面積為1cm2的方形極板,之間相隔1cm組成電極時(shí),此電極的常數(shù)Q=1cm-1。如果用此對(duì)電極測(cè)得電導(dǎo)值G=1000μS,則被測(cè)溶液的電導(dǎo)率K=1000μS/cm。一般情況下,電極常形成部分非均勻電場(chǎng)。此時(shí),電極常數(shù)必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液這是因?yàn)镵Cl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定,準(zhǔn)確。0.1mol/l的KCl溶液在25℃時(shí)電導(dǎo)率為12.88mS/cm。所謂非均勻電場(chǎng)(也稱作雜散場(chǎng),漏泄場(chǎng))沒(méi)有常數(shù),而是與離子的種類和濃度有關(guān)。因此,一個(gè)純雜散場(chǎng)電極是最復(fù)雜的電極,它通過(guò)一次校準(zhǔn)不能滿足寬的測(cè)量范圍的需要。種類\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電導(dǎo)電極一般分為二電極式和多電極式兩種類型。二電極式電導(dǎo)電極是目前國(guó)內(nèi)使用最多的電導(dǎo)電極類型,實(shí)驗(yàn)式二電極式電導(dǎo)電極的結(jié)構(gòu)是將二片鉑片燒結(jié)在二平行玻璃片上,或圓形玻璃管的內(nèi)壁上,調(diào)節(jié)鉑片的面積和距離,就可以制成不同常數(shù)值的電導(dǎo)電極。通常有K=1.K=5.K=10等類型。而\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"在線電導(dǎo)率儀上使用的二電極式電導(dǎo)電極常制成圓柱形對(duì)稱的電極。當(dāng)K=1時(shí),常采用石墨,當(dāng)K=1時(shí),材料可以是不銹鋼或鈦合金。多電極式電導(dǎo)電極,一般在支持體上有幾個(gè)環(huán)狀的電極,通過(guò)環(huán)狀電極的串聯(lián)和并聯(lián)的不同組合,可以制成不同常數(shù)的電導(dǎo)電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鈦合金和\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"鉑金。電導(dǎo)電極還有四電極類型和\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電磁式類型。四電極電導(dǎo)電極的優(yōu)點(diǎn)是可以避免電極極化帶來(lái)的測(cè)量誤差,在國(guó)外的實(shí)驗(yàn)式和在線式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點(diǎn)是適宜于測(cè)量高電導(dǎo)率的溶液,一般用于工業(yè)電導(dǎo)率儀中,或利用其測(cè)量原理制成單組分的濃度計(jì),如鹽酸濃度計(jì)、\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"硝酸濃度計(jì)等。電導(dǎo)電極常數(shù)根據(jù)公式K=S/G,電極常數(shù)K可以通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)電極在一定濃度的KCL溶液中的電導(dǎo)G來(lái)求得,此時(shí)KCL溶液的電導(dǎo)率S是已知的。由于測(cè)量溶液的濃度和溫度不同,以及測(cè)量?jī)x器的精度和頻率也不同,電導(dǎo)電極常數(shù)K有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的誤差,使用一段時(shí)間后,電極常數(shù)也可能會(huì)有變化,因此,新購(gòu)的電導(dǎo)電極,以及使用一段時(shí)間后的電導(dǎo)電極,電極常數(shù)應(yīng)重新測(cè)量標(biāo)定,電導(dǎo)電極常數(shù)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1.測(cè)量時(shí)應(yīng)采用配套使用的電導(dǎo)率儀,不要采用其它型號(hào)的電導(dǎo)率儀。2.測(cè)量電極常數(shù)的KCL溶液的溫度,以接近實(shí)際被測(cè)溶液的溫度為好。3.測(cè)量電極常數(shù)的KCL溶液的濃度,以接近實(shí)際被測(cè)溶液的濃度為好。溫度補(bǔ)償電導(dǎo)率測(cè)量是與溫度相關(guān)的。溫度對(duì)電導(dǎo)率的影響程度依溶液的不同而不同,可以用下面的公式求得:Gt

=Gtcal{1+α(T-Tcal)}其中:Gt

=某一溫度(°C)下的電導(dǎo)率Gtcal

=標(biāo)準(zhǔn)溫度(°C)下的電導(dǎo)率Tcal

=溫度修正值α=標(biāo)準(zhǔn)溫度(°C)下溶液的溫度系數(shù)。下表列出了常用溶液的α值。要得到其他溶液的α值,只要測(cè)量某個(gè)溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)率,并以溫度為縱軸繪出溶液(25°C)濃度Alpha(α)鹽酸10wt%1.56氯化鉀溶液10wt%1.88硫酸50wt%1.93氯化鈉溶液10wt%2.14氫氟酸1.5wt%7.20硝酸31wt%31.0相應(yīng)的電導(dǎo)率的變化曲線,與標(biāo)準(zhǔn)溫度相對(duì)應(yīng)的曲線點(diǎn)為該溶液的α值。市場(chǎng)上所銷售的所有電導(dǎo)儀都可以參照標(biāo)準(zhǔn)溫度(通常為25°C)進(jìn)行調(diào)節(jié)的或自動(dòng)溫度補(bǔ)償。大多數(shù)固定溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀的α調(diào)節(jié)為2%/°C(近似25°C時(shí)氯化鈉溶液的α)??烧{(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償?shù)碾妼?dǎo)儀可以把α調(diào)節(jié)到更加接近所測(cè)溶液的α。電導(dǎo)率基準(zhǔn)編輯中國(guó)和不少國(guó)家的電導(dǎo)率基準(zhǔn)是以相對(duì)測(cè)量法建立的,是一種國(guó)家副基準(zhǔn)。將一種純度優(yōu)于99.99%的高純度\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"氯化鉀作為符合國(guó)際推薦的電導(dǎo)率基準(zhǔn)物質(zhì),由它所配制的基準(zhǔn)溶液應(yīng)具有國(guó)際推薦電導(dǎo)率值。以25℃的溶液電導(dǎo)率為起始點(diǎn),相應(yīng)地測(cè)出各個(gè)電導(dǎo)率常數(shù),然后按下式求出其他溫度的電導(dǎo)率常數(shù)KK=K0(1-at)式中,K0為0℃下電導(dǎo)池常數(shù);a為制作電導(dǎo)池所用玻璃線性膨脹系數(shù);t為溶液溫度,單位℃。上式為近似推導(dǎo)結(jié)果,與考慮復(fù)雜情況時(shí)最多不會(huì)超過(guò)正負(fù)1xl0-5的差別。再根據(jù)不同溫度下各溶液在相應(yīng)電導(dǎo)池上所實(shí)測(cè)到的電阻值,相應(yīng)地計(jì)算出各溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率。因?yàn)殡妼?dǎo)池常數(shù)相對(duì)變化的溫度系數(shù)為-8.49x10-6℃-1,而KCl溶液電導(dǎo)率的溫度系數(shù)大約為+2x10-2℃-1。因此,假如1D、0.1D和0.01D溶液在18℃和20℃下所測(cè)得的電導(dǎo)率與國(guó)際推薦值—致,則可以認(rèn)為這樣的相對(duì)測(cè)量方法是可靠的,這在以后的國(guó)際樣品比較中得到了驗(yàn)證。其中20℃的國(guó)際推薦值是1972年和1976年\t"/item/%E7%94%B5%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"IUPAC推薦值。電流的頻率:是指\t"/item/%E7%94%B5%E6%B5%81%E9%A2%91%E7%8E%87/_blank"電場(chǎng)的頻率,由于電場(chǎng)\t"/item/%E7%94%B5%E6%B5%81%E9%A2%91%E7%8E%87/_blank"磁場(chǎng)的相互轉(zhuǎn)換,在高頻時(shí)就形成了電磁場(chǎng).也就是說(shuō)交流電1秒鐘內(nèi)的變換次數(shù)。磁導(dǎo)率,英文名稱:magneticpermeability,表征磁介質(zhì)磁性的物理量。表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過(guò)電流后、產(chǎn)生磁通的阻力或是其在磁場(chǎng)中導(dǎo)通磁力線的\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"能力、其公式μ=B/H、其中H=磁場(chǎng)強(qiáng)度、B=磁感應(yīng)強(qiáng)度,常用符號(hào)μ表示,μ為介質(zhì)的磁導(dǎo)率,或稱絕對(duì)磁導(dǎo)率。

磁導(dǎo)率μ等于\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁介質(zhì)中\(zhòng)t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之比,即μ=B/H。通常使用的是磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率

,其定義為磁導(dǎo)率μ與\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"真空磁導(dǎo)率μ0之比,即

=μ/

。相對(duì)磁導(dǎo)率

與\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁化率χ的關(guān)系是:

=1+

。磁導(dǎo)率μ,相對(duì)磁導(dǎo)率

和磁化率

都是描述磁介質(zhì)磁性的\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"物理量。對(duì)于\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"順磁質(zhì)

>1;對(duì)于\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"抗磁質(zhì)

<1,但兩者的

都與1相差無(wú)幾。在大多數(shù)情況下,導(dǎo)體的相對(duì)磁導(dǎo)率等于1。在\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"鐵磁質(zhì)中,B與H的關(guān)系是非線性的磁滯回線,不是常量,與H有關(guān),其數(shù)值遠(yuǎn)大于1。例如,如果空氣(非\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁性材料)的相對(duì)磁導(dǎo)率是1,則\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"鐵氧體的相對(duì)磁導(dǎo)率為10,000,即當(dāng)比較時(shí),以通過(guò)磁性材料的\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁通密度是10,000倍。鑄鐵為200~400;硅鋼片為7000~10000;鎳鋅鐵氧體為10~1000。涉及磁導(dǎo)率的公式:磁場(chǎng)的能量密度=B2/2μ在\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"國(guó)際單位制(SI)中,相對(duì)磁導(dǎo)率μr是無(wú)量綱的\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"純數(shù),磁導(dǎo)率μ的單位是亨利/米(H/m)。常用的真空磁導(dǎo)率μ04π×10-7H/m。常用參數(shù)編輯公式(1)初始磁導(dǎo)率μi:是指基本磁化曲線當(dāng)H→0時(shí)的磁導(dǎo)率(2)最大磁導(dǎo)率μm:在\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"基本磁化曲線初始段以后,隨著H的增大,斜率μ=B/H逐漸增大,到某一\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁場(chǎng)強(qiáng)度下(Hm),磁密度達(dá)到最大值(Bm)公式(3)飽和磁導(dǎo)率μS:基本磁化曲線飽和段的磁導(dǎo)率,μS值一般很小,深度飽和時(shí),μS=μ0。(4)\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"差分(增量)磁導(dǎo)率μΔ∶μΔ=△B/△H。ΔB及△H是在(B1,H1)點(diǎn)所取的增量如圖1和圖2所示。(5)微分磁導(dǎo)率,μd∶μd=dB/dH,在(B1,H1)點(diǎn)取微分,可得μd??芍害?=B1/H1,μ△=△B/△H,μd=dB1/dH1,三者雖是在同一點(diǎn)上的磁導(dǎo)率,但在數(shù)值上是不相等的。非磁性材料(如鋁、木材、玻璃、自由空間)B與H之比為一個(gè)常數(shù),用μ來(lái)表示非磁性材料的的磁導(dǎo)率,即μ=1(在CGS單位制中)或μ=4π×10-7(在RMKS單位制中)。在眾多的材料中,如果自由空間(真空)的μ0=1,那△么比1略大的材料稱為順磁性材料(如白金、空氣等);比1略小的材料,稱為反磁性材料(如銀、銅、水等)。本章介紹的磁性元件μ1是大有用處的。只有在需要\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁屏蔽時(shí),才會(huì)用銅等反磁性材料做成\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"屏蔽罩使磁元件的磁不會(huì)輻射到空間中去。下面給出幾個(gè)常用的參數(shù)式:公式(1)有效磁導(dǎo)率μr0。在用電感L形成閉合\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁路中(漏磁可以忽略),\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁心的有效磁導(dǎo)率為:式中L——繞組的自感量(mH);W——繞組匝數(shù);磁心常數(shù),是磁路長(zhǎng)度Lm與磁心截面積Ae的比值(mm).(2)飽和\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs。隨著磁心中\(zhòng)t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁場(chǎng)強(qiáng)度H的增加,磁感應(yīng)強(qiáng)度出現(xiàn)飽和時(shí)的B值,稱為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B。(3)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br。磁心從磁飽和狀態(tài)去除磁場(chǎng)后,剩余的磁感應(yīng)強(qiáng)度(或稱殘留\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁通密度)。(4)矯頑力Hc0。磁心從飽和狀態(tài)去除磁場(chǎng)后,繼續(xù)\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"反向磁化,直至磁感應(yīng)強(qiáng)度減小到零,此時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度稱為矯頑力(或保磁力)。公式(5)溫度系數(shù)aμ°溫度系數(shù)為溫度在T1~T2范圍內(nèi)變化時(shí),每變化1℃相應(yīng)磁導(dǎo)率的相對(duì)變化量,即式中μr1——溫度為T(mén)1時(shí)的磁導(dǎo)率;μr2——溫度為T(mén)2時(shí)的磁導(dǎo)率。值得注意的是:除了磁導(dǎo)率μ與溫度有關(guān)系之外,飽和\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁感應(yīng)強(qiáng)度BS、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br、矯頑力Hc,以及磁心比損耗Pcv(單位重量損耗W/kg)等磁參數(shù),也都與磁心的工作溫度有關(guān)。

[2]功能編輯磁導(dǎo)率的測(cè)量是\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"間接測(cè)量,測(cè)出磁心上繞組線圈的電感量,再用公式計(jì)算出\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁芯材料的磁導(dǎo)率。所以,磁導(dǎo)率的測(cè)試儀器就是電感測(cè)試儀。在此強(qiáng)調(diào)指出,有些簡(jiǎn)易的電感測(cè)試儀器,測(cè)試頻率不能調(diào),而且測(cè)試電壓也不能調(diào)。例如某些電橋,測(cè)試頻率為100Hz或1kHz,測(cè)試電壓為0.3V,給出的這個(gè)0.3V并不是\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電感線圈兩端的電壓,而是信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的電壓。至于被測(cè)線圈兩端的電壓是個(gè)未知數(shù)。如果用高檔的儀器測(cè)量電感,例如Agilent4284A精密LCR測(cè)試儀,不但測(cè)試頻率可調(diào),而且被測(cè)電感線圈兩端的電壓及磁化電流都是可調(diào)的。了解測(cè)試儀器的這些功能,對(duì)磁導(dǎo)率的正確測(cè)量是大有幫助的。

[2]方法原理編輯說(shuō)起磁導(dǎo)率μ的測(cè)量,似乎非常簡(jiǎn)單,在材料樣環(huán)上隨便繞幾匝線圈,測(cè)其電感,找個(gè)公式一算就完了。其實(shí)不然,對(duì)同一只樣環(huán),用不同儀器,繞不同匝數(shù),加不同電壓或者用不同頻率都可能測(cè)出差別甚遠(yuǎn)的磁導(dǎo)率來(lái)。造成測(cè)試結(jié)果差別極大的原因,并非每個(gè)測(cè)試人員都有精力搞得清楚。本文主要討論測(cè)試匝數(shù)及計(jì)算公式不同對(duì)磁導(dǎo)率測(cè)量的影響。計(jì)算公式的影響大家知道,測(cè)量磁導(dǎo)率μ的方法一般是在樣環(huán)上繞N匝線圈測(cè)其電感L,對(duì)于內(nèi)徑較小的環(huán)型磁心,內(nèi)徑不如壁厚容易測(cè)量,它們的由來(lái)是把環(huán)的平均磁路長(zhǎng)度當(dāng)成了磁心的磁路長(zhǎng)度。用它們計(jì)算出來(lái)的磁導(dǎo)率稱為材料的環(huán)磁導(dǎo)率。有人說(shuō)用環(huán)型樣品測(cè)量出來(lái)的磁導(dǎo)率就叫環(huán)磁導(dǎo)率,這種說(shuō)法是不正確的。實(shí)際上,環(huán)磁導(dǎo)率比材料的真實(shí)磁導(dǎo)率要偏高一些,且樣環(huán)的壁越厚,誤差越大。對(duì)于樣環(huán)來(lái)說(shuō),在相同\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"安匝數(shù)磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)下,磁化場(chǎng)在徑向方向上是不均勻的。越靠近環(huán)壁的外側(cè)面,磁場(chǎng)就越弱。在樣環(huán)各處磁導(dǎo)率μ不變的條件下,越靠近環(huán)壁的外側(cè),環(huán)的\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁通密度B就越低。為了消除這種不\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"均勻磁化對(duì)測(cè)量的影響,我們把樣環(huán)看成是由無(wú)窮多個(gè)半徑為r,壁厚無(wú)限薄為dr的薄壁環(huán)組成。如果樣環(huán)是由同一種材料組成,則計(jì)算出來(lái)的磁導(dǎo)率就是其材料的真正磁導(dǎo)率μ。它比其環(huán)磁導(dǎo)率略低一些。測(cè)試線圈匝數(shù)N的影響由于電感L與匝數(shù)N2成正比,按理說(shuō)計(jì)算出來(lái)的磁導(dǎo)率μ不應(yīng)該再與匝數(shù)N有關(guān)系,但實(shí)際上卻經(jīng)常有關(guān)系。關(guān)于材料磁導(dǎo)率的測(cè)量,一般使用的測(cè)試頻率都不高,經(jīng)常在1kHz或10kHz的頻率測(cè)試。測(cè)試信號(hào)一般都是使用\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"正弦信號(hào),因?yàn)轭l率不高,樣環(huán)繞組線圈阻抗的電阻部分可忽略不計(jì),把繞組線圈看作一個(gè)純電感L接在測(cè)量?jī)x器上。測(cè)試等效電路如圖所示,儀器信號(hào)源產(chǎn)生的\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"電壓有效值為U,Ri為信號(hào)源的輸出阻抗。測(cè)量磁導(dǎo)率時(shí),樣環(huán)中的磁化場(chǎng)強(qiáng)度與測(cè)試線圈的匝數(shù)有關(guān),當(dāng)匝數(shù)為某一定值時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)達(dá)到最強(qiáng)值。而材料的磁導(dǎo)率又與\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁化場(chǎng)強(qiáng)密切相關(guān),所以導(dǎo)致磁導(dǎo)率的測(cè)量與測(cè)試線圈匝數(shù)有關(guān)。結(jié)合圖具體討論匝數(shù)對(duì)磁導(dǎo)率測(cè)試的影響。測(cè)試電壓U較低的情況如前所述,對(duì)于高檔儀器,如Agilent4284A精密LCR測(cè)試儀,它的測(cè)試電壓可以調(diào)得極低,以至于測(cè)試\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"磁場(chǎng)強(qiáng)度隨匝數(shù)的變化達(dá)到最強(qiáng)時(shí),仍然沒(méi)有超出磁導(dǎo)率的起始區(qū)。這時(shí)測(cè)得的總是材料的起始磁導(dǎo)率μi,它與測(cè)試\t"/item/%E7%A3%81%E5%AF%BC%E7%8E%87/_blank"線圈匝數(shù)N無(wú)關(guān)。用同一臺(tái)儀器,如果把測(cè)試電壓調(diào)得比較高,不能再保證不同匝數(shù)測(cè)得的磁導(dǎo)率都是起始磁導(dǎo)率,這時(shí)所測(cè)得的磁導(dǎo)率又會(huì)與測(cè)試線圈匝數(shù)有關(guān)了。測(cè)試電壓U不能調(diào)的情況絕大多數(shù)測(cè)量電感的簡(jiǎn)便儀器,其測(cè)試電壓和頻率都不能靈活調(diào)節(jié)。如2810LCR電橋,其測(cè)試頻率為100Hz或1kHz,測(cè)試電壓小于0.3V。

[3]4.磁通量:設(shè)在\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)面積為S且與磁場(chǎng)方向垂直的平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積,叫做穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量,簡(jiǎn)稱磁通(MagneticFlux)。標(biāo)量,符號(hào)“Φ”。在一般情況下,磁通量是通過(guò)磁場(chǎng)在曲面面積上的積分定義的。其中,Φ為磁通量,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為曲面,B·dS為\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"點(diǎn)積,dS為無(wú)窮小矢量(見(jiàn)\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"曲面積分)。磁通量通常通過(guò)通量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。通量計(jì)包括測(cè)量線圈以及估計(jì)測(cè)量線圈上電壓變化的電路,從而計(jì)算磁通量。設(shè)在\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)面積為S且與磁場(chǎng)方向垂直的平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積,叫做穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量,簡(jiǎn)稱磁通(MagneticFlux)。標(biāo)量,符號(hào)“Φ”。在一般情況下,磁通量是通過(guò)磁場(chǎng)在曲面面積上的積分定義的。其中,Φ為磁通量,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為曲面,B·dS為\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"點(diǎn)積,dS為無(wú)窮小矢量(見(jiàn)\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"曲面積分)。磁通量通常通過(guò)通量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。通量計(jì)包括測(cè)量線圈以及估計(jì)測(cè)量線圈上電壓變化的電路,從而計(jì)算磁通量。定義編輯表示磁場(chǎng)分布情況的物理量。通過(guò)磁場(chǎng)中某處的面元dS的磁通量dΦ定義為該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B與dS在垂直于B方向的投影dScosθ的乘積,即dFB=BdScosθ式中θ是面元的法線方向n與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角。磁通量是\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"標(biāo)量,θ<90°為正值,θ>90°為負(fù)值。通過(guò)任意閉合曲面的磁通量ΦB等于通過(guò)構(gòu)成它的那些面元的磁通量的代數(shù)和,即對(duì)于閉合曲面,通常取它的\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"外法線矢量(指向外部空間)為正。在一般情況下,磁通量是通過(guò)磁場(chǎng)在曲面面積上的積分定義的。其中,Φ為磁通量,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為曲面,B·dS為\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"點(diǎn)積,dS為無(wú)窮小矢量(見(jiàn)\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"曲面積分)。磁通量通常通過(guò)通量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。通量計(jì)包括測(cè)量線圈以及估計(jì)測(cè)量線圈上電壓變化的電路,從而計(jì)算磁通量。公式編輯Φ=BS,適用條件是B與S在磁場(chǎng)與平面不垂直的情況下磁通量計(jì)算公式平面垂直。如圖,當(dāng)S與B的垂面存在夾角θ時(shí),Φ=B·S·cosθ。單位編輯在\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"國(guó)際單位制中,磁通量的單位是\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"韋伯,是以德國(guó)物理學(xué)家威廉·韋伯的名字命名的。Weber,符號(hào)是Wb,1Wb=1T*m2=1V*S,是標(biāo)量,但有正負(fù),正負(fù)僅代表穿向。韋伯可以用\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)推導(dǎo)。1韋伯=108(1億)麥克斯韋。性質(zhì)編輯通過(guò)某一平面的磁通量的大小,可以用通過(guò)這個(gè)平面的磁感線的條數(shù)的多少來(lái)形象地說(shuō)明。在同一磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方,磁感線越密。因此,B越大,S越大,磁通量就越大,意味著穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)越多。過(guò)一個(gè)平面若有方向相反的兩個(gè)磁通量,這時(shí)的合磁通為相反方向磁通量的代數(shù)和(即相反合磁通抵消以后剩余的磁通量)。磁場(chǎng)的\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"高斯定理指出,通過(guò)任意閉合曲面的磁通量為零,即它表明磁場(chǎng)是無(wú)源的,不存在發(fā)出或會(huì)聚磁力線的源頭或尾閭,亦即不存在孤立的\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"磁單極。以上公式中的B既可以是電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),也可以是變化\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng),或兩者之和。\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"磁通密度是通過(guò)垂直于磁場(chǎng)方向的單位面積的磁通量,它等于該處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。磁通密度精確地描述了磁力線的疏密。通量概念是描述\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"矢量場(chǎng)性質(zhì)的必要手段,通量密度則描述矢量場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁通量和磁通密度,\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"電通量和電通密度都是如此。磁通量表格通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),它受力的大小既與導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比,又與導(dǎo)線中的電流I成正比,即與I和L的乘積IL成正比,公式是F=ILB,式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁通量的定義為覆蓋某面積的磁場(chǎng)的積分其中Φ為磁通量,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為面積。已知\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_blank"高斯磁場(chǎng)定律為:Φ=BS。這條方程的體積積分,跟\t"/item/%E7%A3%81%E9%80%9A%E9%87%8F/_bl

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