GB T 9632.1-2002 通信用电感器和变压器磁心测量方法.pdf
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1、lCS 29.100. 10 L 17 GB 中华人民共和国国家标准G/T 9632. 1-2002 idt IEC 60367-1 : 1982 通信用电感器和变压器磁心测量方法Measuring methods of cores for inductors and transformers for telecommunications 2002 - 07 -18发布2002 -12 -01实施中华人民共和国发布国家质量监督检验检疫总局050928071715 GB/T 9632.1一2002目次前言. .,. .,. . . . . . . . . DI IEC前言.IV IEC序言.IV
2、 第一篇总则1 范围2 目的.3 环境条件4 有关磁导率测量方法的一般注意事项.5 低磁通密度下损耗测量的一般注意事项.6 磁正常状态化.7 电感测量.第二篇通用测量方法8 减落.9 磁导率(或电感因数A!)随温度的变化.10 电感量调节范围.8 11 损耗.第三篇特殊测量方法12 三次谐波畸变.14 13 磁性冲击灵敏度.14 调节装置对磁心稳定性的影响.15 稳态磁场的影响.16 脉冲状态下的磁特性.17 (有效)振幅磁导率.24 附录A(标准的附录)利用电容器放电的磁正常t状态化装置附录B(标准的附录)用于磁正常状态化的功率放大器.28 附录C(标准的附录)用于交变场方法进行磁正常状态化
3、的装置.29 附录D(标准的附录)用于磁正常f状态化的加热法.29 附录E(标准的附录)用于新近发展的各类磁心的电感测量线圈的设计指南.30 附录F(标准的附录)表示温度关系的几种方法附录G(标准的附录)损耗测量定标的阻尼振荡法.35 G/T 9632. 12002 附录H(标准的附录)损起测量定标的传输法.37 附录J(标准的附录)测量磁心总损耗的电路实例. 39 附录K(标准的附录)测量三次谐波畸变的电路实例(低阻抗法).u附录L(标准的附录)存在静态磁场时的电感测量方法.42 附录M(标准的附录)脉冲测量的电路实例.44 附录N(标准的附录)(有效)振幅磁导率测量的电路实例45GB/T
4、9632.1-2002 前本标准是GB/T9632-1988(通信用电感器和变压器磁心测量方法的修订版。GB/T9632-1988 原等同采用1EC60367-1:1982(通信用电感器和变压器磁心测量方法和IEC60367-1补充1:1984。本标准主要根据IEC60367-1补充2:1992进行修订。本标准修订依据是:IEC 60367-1: 1982(通信用电感器和变压器磁心测量方法AMDl: 1984 AMD2:1992 本标准等同采用上述IEC标准。本标准与GB/T9632-1988的主要区别是:在高磁通密度下的损耗测量中增加了有效值法,并对其测量线圈、测量仪器、测量程序、计算方法进
5、行了相应规定,在附录J中补充了用有效值法测量磁心总损耗的电路实例。增加了脉冲测量情况下磁心功耗的计算式,其次统一了有关术语,并且将原标准中直接引用的IEC标准改为直接引用采用IEC标准的我国国家标准和行业标准。本标准自实施之日起,同时代替GB/T9632-1988。IEC 60367: 1982 标准中所引用的IEC标准均被采用为我国国家标准和行业标准,采用情况如下:GB/T 2421-1999 Cidt IEC 60068-1:1988)电工电子产品基本环境试验第1部分:总则GB/T 2423.1-2001 Cidt IEC 60068-2-1:1990)电工电子产品环境试验第2部分:试验方
6、法试验A:低温GB/T 2423.2-2001 (idt IEC 60068-2-2: 1974)电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温GB/T 7676.2一1998(idt IEC 60051-2:1984)直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第2部分:电流表和电压表的特殊要求GB/T 6109.9-1989 (neq IEC 60317-2:1970)攘包圆绕组线第9部分:热粘合或榕剂粘合直焊性聚氨醋攘包圆铜线SJ/T 10281-1991(idt IEC 60205:1966)磁性零件有效参数的计算本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录H、附录j、附录K
7、、附录L、附录M、附录N都是标准的附录。本标准由全国磁性元件与铁氧体材料标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位:中国西南应用磁学研究所。本标准主要起草人:邓元、刘剑、周世昌、胡滨、李克文。本标准于1988年首次发布。皿GB/T 9632.1-2002 IEC前言1)有关技术问题的正式决议,由所有对此感兴趣的国家委员会组成技术委员会进行描述、表达,尽可能在此问题的处理上取得国际间的一致意见。2)推荐它们在国际通用,并且由国家委员会同意接受。3)为了促进国际统一,只要本国条件允许.IEC希望所有国家委员会能采用IEC推荐版本,并在其国家法律中规定。任何IEC推荐版本与相关国家法律相抵触的部
8、分应在后者尽可能清楚的指出。W IEC序言本标准由IEC第51技术委员会(磁性元件和铁氧体材料)拟制。本标准中引用的其他IEC标准:IEC 60051:直读式电测仪表及其附件IEC 60068-1:基本环境试验规程总则IEC 60068-2-1 :基本环境试验规则试验A.低温试验IEC 60068-2-2:基本环境试验规则试验B:干热试验IEC 60205:磁性零件的有效参数的计算IEC 60317-2:特殊型绕组线规范第2章:热或榕剂粘合自熔漆包圆铜线IEC 60367-1:1982是在下列文件的基础上完成的:51(中办)7951(中办)10251(中办)8051(中办)10751(中办)8
9、751(中办)12651(中办)8951(中办)144AMD1: 1984是在51(中办)247基础上完成的。AMD2:1992是在下列文件基础上完成的:六月法则51(中办)26951(中办)16351(中办)23751(中办)18451(中办)23851(中办)19351(中办)226投票报告51(中办)279中华人民共和国国家标准通信用电感器和变压器磁心测量方法Measuring methods of cores for inductors and transformers for telecommunications GB/T 9632.1-2002 idt IEC 60367-1 :
10、1982 代替GB/T9632-1988 本标准等同采用国际标准IEC60367-1(通信用电感器和变压器磁心第一部分:测量方法。第一篇总则1 范围本标准适用于主要由磁性氧化物或金属粉末制成的磁心,这些磁心用于通信设备和采用类似技术的电子仪器的电感器和变压器中。本标准叙述的某些方法,也适用于其他元件用磁心。2 目的对磁心规范中磁心电磁特性的测量方法的起草工作给予指导。本标准只限于各种可能的测量方法应遵循的一般原则,列出在决定该规范中包括的测量方法的种类时需要考虑的各种因素。按照测量方法的用途,本标准分成以下三篇:第一篇:总则,包括一般的规定和通常用于与第二、第二篇测量方法相配合的方法;第二篇:
11、通用测量方法,包括用于对电感器和变压器磁心测量的重要部分的方法;第三篇:特殊测量方法,包括以获得数据为目的,仅在专门场合应用于技术规洒的方法。注:本标准的所有公式均采用SI单位,当使用倍数或约数时,必须引人恰当的10的幕。t 时faJ; 。温度;L一一自感最;。磁常数,。=0.4X10-6H/m; 相对磁导率川l 起始磁导率;e 有效磁导率,民=LC1/p.oN2, 可逆磁导率;N 测量线圈臣数sc、C2-一磁心因数(定义按SJ/T10281(idt IEC 60205); A, 有效横截面积; 角频率,=2f(j为测量频率)。1 )在对磁导率作限制性解释时(例如起始磁导率,).除非另有说明,
12、则均指相对磁导率。3 环境条件3. 1 总则中华人民共和国国家质量监督检验检瘟总局2002-07甲18批准2002 -12 -01实施GB / T 9632.1 - 2002 通常,至少应提前24h,按照第6章将磁心进行磁正常状态化处理,然后再进行测量。在整个过程中,磁心必须受到保护,使其不受机械的冲击和振动以及磁性干扰的影响。应避免温度变化可能产生测量绕组的缩聚现象。3.2 环境温度除另有规定外,整个测量过程应遵循GB/T2421(idt IEC 60068-1),在试验的标准大气条件范围内某一温度下进行,但在整个测量周期中,温度不能变化到以致明显影响测量结果的程度。在某些情况下,需使用控温
13、室。装上测量线圈以及夹紧装置的磁心,应应标明测量期间的温度。4 一个因素(如时间随时间和温度保4.2 与实际应测量条件应处理,例如在干洗皮革上缓慢摩擦。用清洁、干燥的压缩空气吹去尘粒,决不里放置一段足够的时间使之达到热平衡。过了规定的范围,允许重新测量,可、J指接触表面。将磁心零件装上测量线圈,用适当的方法,例如用泡沫垫圈,将线圈与磁心的相对位置固定。磁心对中心后,再放到夹紧装置中去。然后加上按有关规定的夹紧力。已夹紧的磁心,必须在规定的环境条件(参见第3章)之下保持足够的时间,以使得由于夹紧所引起的有效磁导率随时间的任何变化可以忽略不计。5 低磁通密度下损耗测量的一般注意事项5. 1 各种原
14、因引起的损耗在低磁通密度下(即在瑞利区),用一个线圈或者其他桐合器件在磁心上测出的损耗是由许多原因引起的,有的来自磁心本身,有的来自搞合器件,还有的来自藕合器件和测量仪器之间的连接。采用线圈来测量,就可以区分以下各种损耗:2 GB/ T 9632.1 - 2002 磁心损耗,线圈直流损耗,由集肤效应和临近效应产生的损耗,线圈中的介电损耗,连接导线损耗以及任何其他元件(如谐振电容)损耗。应尽量通过校正或选择条件以使其他的损耗忽略不计,从而将磁心损耗从测得的总损耗中分离出来。/线圈直流损耗和其他有关元件损耗可以分别测量;而其余的各种损耗可以计算或由实验确定。对无气隙或气隙很小的铁氧体磁心(例如环形
15、和未特意开气隙的罐形磁心),确定其磁心损耗并不困难,因为在线圈设计适当的情况下,磁心损耗明显地高于其他各种损耗。对有气隙的磁心损耗的测量,因为它难以单独得到磁心损耗的足够精确的结果,此时可按以下两种方法进行。一一-一测量损耗因数,因为磁心涡2)不必分开磁心和线圈得到的结果进行比较;此较。此外,测量结果应差对测量加以校正。5. 2 安装应避免磁心的杂量短,而且应直接连当装有测量线中要求的那样严格。的连接应尽在电感测量磁心中测量线6 磁正常【状态化6. 1 目的使磁心在测量前有6. 2 方法的原理有两个主要方法。2)加热方法,样品加热到6. 3 电方法的程序场强的起始峰值应远高于磁心磁有两次磁通方
16、向的翻转。有两种可能:每个完整的周期,在磁心中应1)一个下降的交流电流通过样品上的测量线圈。电流的下降可以是:a)线性下降,例如用电位器,连续降低幅度应不少于50个周期。b)指数下降,例如用电容器放电,在这种场合,两个同向相邻电流峰值比不能低于O.78。在磁正常状态化过程中,线圈不应因电流引起明显的发热。这些方法的详细内容在附录A(标准的附录)和附录B(标准的附录)中给出。2)将样品通过电磁铁板间的交流场这个方法的详细内容在附录C(标准的附录)中给出。6.4 加热方法的程序磁心应以规定的温度变化速率加热,在超过居里点大约25C的温度下,保温约40min,应以规定的3 G/T 9632.1 20
17、02 速度冷却,详细情况见附录D(标准的附录)。7 电感测量7. 1 目的对电感器和变压器绕组的电感量的测量作一般性介绍,而未涉及测量方法的细节,因为测量方法与所用的电气测量设备有关。应区分两个测量目的:1)测量磁心电感参数的绝对值。2)测量在一定条件下电感参数的依赖关系。7. 2 搞合方式通常应使用测量线圃,但在原则上任何同轴线、谐振腔或其他合适的装置,只要它提供磁性材料与电磁信号之间必要的相互作用均可采用。对于用线圈来测量环形样品,测量线圈的线匣应这样分布:以使杂散电容和杂散场二者均低到能满足精确测量的程度。对于装配在线圈周围的磁心的测量,测量线圈的形状要与磁心正常应用时线圈的形状一致,并
18、对测出的电感量变化的影响应可忽略。除非另有规定,带有线圈骨架或灌封(或两者)的整个测量线圈应该与它包围的磁心部分同轴放置,而且,应持线圈起头所在的那一端轻轻压下,与磁心的一端相接触,有如下两种情况:1)对于对称磁心,线圈组件应与磁心接触;2)对于除气隙外对称磁心,线圈组件应与含最小部分气隙的那一般磁心形成端接触。线圈的一个面应有标志,以便确定它的方向,为了得到最大的测量重复性,在整个测量过程中,线圈应保持其确定的位置。线圈结构和位置的全部细节由有关规范给出。附录E(标准的附录)给出了电感测量线圈的设计指南。7.3 绝对测量考虑了测量方法的其他部分的重复性以后,只要准确度仍符合规定的偏差,任何适
19、当的测量设备均可采用。测量电流的频率应该足够的低,以避免测量线圈的电容对测量结果的影响。频率加倍不应有明显的影响。对应于起始磁导率的电感测量来说,磁通密度应很低,即低到这样的水平,将磁通密度加倍引起测量值的变化仍是可忽略的。如果需要,其结果可以由低磁通密度的测量值线性外推来校正。测量电流的频率和有效值磁通密度应予以规定。注:磁心中有效峰值密度按式(1)计算:式中:U加在线圈上的正弦电压有效值。7.4 相对测量U/ 一一NA, .1( 1 ) 只要能在相应的测量范围测定出电感量的相对变化!:.L/L,并具有所要求的准确度,则测量仪器的绝对准确度就无关紧要。除此之外,相对测量的细节和绝对测量是一样
20、的。在磁心的任何部分,峰值磁通密度的实际上限为O.25mTo且每次测量时,施加该峰值磁通密度的时间不得超过1min。用改变频率的方法时,应保证频率足够低,使之对应于材料的磁导率-频率特性的平直部分,还应保证避免由于测量线圈中的涡流对电流分布产生明显的影响。应标明测量频率(近似)和磁通密度。4 GB/T 9632.1-2002 第二篇通用测量方法8 减落8. 1 目的测定磁心的磁导率随时间的变化。注l 复数磁导率的两个分量都表现出减落,但本标准仅考虑了实数部分。2 减落和减落因数,都可用于描述随时间的变化,见8.608.2 方法原理将磁心进行磁正常状态化处理后,在其后的两个指定时间上,测出电感量
21、或者其他对应于起始磁导率的量。减落因数(或减落)可由测量值之差来计算。注:减落通常随磁通密度的增加而减小,因此一般要求给出在低磁通密度情况下的减落值。8. 3样品应采用正常生产的磁心来测量。当整个磁心由多于一个零件组成,例如罐形磁心,而且用一个轴向线圈测量减落时,磁路中唯一的气隙最好就是两个接触面间的剩余气隙。然而,对于在磁路中气隙各不相同的磁心系列,允许用具有最小有效气隙的磁心进行测量。注1 在某些场合,如具有中心孔的罐形磁心,磁心零件可当作磁环绕线.在确认它的结果等于用轴向线圈测得的结果或两者有确定的关系后,而且沿环形磁通方向的起始磁导率与轴向磁通方向的起始磁导率没有明显的差别时,可以用这
22、种方法来测量减落。这种方法应极其慎重的使用。当一个开槽罐形磁心绕制环形绕组时,外壁对磁路的贡献可以忽略。2 对某些材料,在紧接烧结后的一段时间里,减落变化较大,在这种情况下,产品规范可以规定在磁心做成后一段特定时间内不进行验收试验的减落测量,而且应说明这段时间从什么时刻算起。8.4 计时器计时误差不得超过1%。在用磁正常状态化装置启动计时器的场合,这个数字应包括启动技术和计时器两者的误差。注:原则上,对于电的方法,参考时间应是场强从饱和值开始下降的瞬间,对自动磁正常状态化系统.如电容器放电和功率放大器法,整个磁正常状态化过程很短,以致落到第一次测量时间的误差范围内。8.5 测量程序1)磁心按照
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