GB T 3655-1992 电工钢片(带)磁、电物理性能测量方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准电工钢片(带)磁、电和物理性能测囊方法Magnetic sheet an strip-Methods of measurement of magnetic electrical and physical properties 本标准等效采用IEC404咿2(电工钢片(带)磁、电和物理性能测最方法机主题内容与适用范围G/T 3655 92 代替GB3655 8:3 本标准规定了用25cm爱脆斯坦方罔(以下简称方罔)测量电工钢片(带)的比总损耗、比视在功率和交流融化峭线，以冲击法测量直流辙感应强度，用摆设法测量密度，用电桥法测最电阻率，还规定了测量居问电阻、涂层附着性和叠装系

2、数的方法。本标准适用于各种热轧、冷轧取向和无取1闪电工钢片(带)的磁、电和物理性能测堪。2 51用棉准GB 2522 电工钢片(带)层问电阻、涂层附着性、在赞系数测试方法3 准确度和重复性3. 1 考虑到本标准叙述的方法中采用了若干约定，诸如:挥效瞄路长度、有效质量等。所引赳的原理性误差很难加以估计。考虑到整个测量装贵的总误差取决于构成装茸的仪器设备、环境条件、材料和测试点等多种问素，要得到一个鲸合误差分析是困难的。本标准采用一个经验值荒芜性(以标准偏差表示)来表示符合本标准规定的各拙立装情测试结果的一致程度。3. 2 可以采用其他类型的试验装置和试验f沽，如有予i.(以中方法为准。4 适用范

3、围第一篇用功率表、电压表和电流表法测量的比总损耗、比视在功擎和交流磁化曲线的测囊4. 1 本标准规定电工钢片(带)的交流础性能参数都是在磁通波形正弦条件F测得的，)鼓应的频率范罔为15，-._.100Hz，可以把频束活困扩展到IJ400 Hzo 4.2 本标准规定州饿时环境监度为23士5C，相对眼度小r80%0 5 符号与定义5. 1 磁场强度在一个由被测试样组成的闭合磁路中，根据全电流走律:国技术监督周199211 16批准1993-06-01实施GB/T 3655-92 Hdl = NI 式中:H一一作用在试样中的礁场强度.A/m;f一一磁路长皮.m;N励磁绕姐阻散;I一一流过励融绕组的电

4、流.Ao在方圈中，假定沿磁路各处础场均匀，且引人等效磁路长度，磁场强度II可按式(2)计算:川江儿一一H . ( 2 ) 式中:Nl励磁挠组阻数;lm一等效磁路长度.mo当础场为周期性交变函数时，周期内融场强度最大的绝对值称为磁场强度峰值，记作Ho一周期内磁场强度的均方根值称为磁场强度有效值，己作110时一一H ( 3 ) 式中:1-流过励磁绕组中的电流有效值，Ao5.2 融感应强度穿过均匀磁化的试样，单位横截圆的磁诵，称为磁感应强度，记作B.单位为丁。Bzf-HH-.( 190 mm /1-一一一一一一-主雷阿斗叩 . 唰翩翩翩-.跚跚匍勘崎_.跚跚跚四-四.-四帽明-瞄因325 cm爱愤斯

5、坦方圄结胸6.2.2 为了保证试样被尽可能均匀融化，每一个螺线管绕组长度不得小于190mm，烧组股均匀分布.GB/T 3655-92 眼数等于总绕组脱数的四分之。4个螺绒管的初、次级绕组从间一个角度开始分别依次串联。在本标准适应的频率班围内，绕组的总阻数可选取为700或1000阻。6.2.3 为了尽可能减小磁通波形失真和绕组内部电压降引起的测最误差，方阁的结构设计应保旺足够小的初、次级绕组的电阻和电感。即:R1 1.25 Ni X 10俨60;R2 5 N X 10-60; L1 2.5 Ni X 10 9H; L2 2. 5 N X 10 Ho 式中:Rl、儿一一方圆初、次级统组的电阻;L1

6、、L2一一方圃初、次级绕组的电感。6.2.4 为了满足6.2.2、6.2.3各项要求，本标准规定:每个螺线管的细组长度为191mm; 螺线管次级绕组(内层)用截面积为0.8mm的铜绒绕一层，175阻.4个螺钱管的次级绕组串联共700盹;初级绕组(外层)用截丽积为1.8mm气的双股铜钱并纳3层.175臣，然后两股并联。4个螺统管初级绕组串联共700阻。6.3 等效础路长度和有效质量满足6.1、6.2各条规定时，25cm最泼斯坦方圈的等效磁路长度1m的约定值为0.94m。真试样的有效质量按式(7)计算:式中:m一试样的总质量，kgQ6.4 空气磁通补偿m.=一，41们 ( 7 ) 在本方法中通过测

7、量方圈次级绕组上的感应电压均值，进而用武(8)计算试样中的磁感应强度峰值，即:U2 一- 4fNzA 式中:一一磁感应强度峰值测量结果，T;f一一测试频率，Hz;A，一方圈次级绕组的平均截面积，m2oJ十。且主. ( 8 ) A 跟然，式(8)中存在一个由于空气磁通引起的误差项(。对)。为了消除这项误差，接入一个空气磁通补偿互感Me，它的初级和方阔的初级绕组串联，次级和方阔的次级绕组反向串联。该互感值调整到和方圈初、次银绕组间的互感相等，从而使得空气融通变化引起的次级总的感应电口A，p式(8)中()丁)项被抵销，测量结果B就是试样中的磁极化强度峰值Jo这时对应的空气磁遇补偿互感Me的值为:一M

8、c一叫巳:,. ( 9 ) 该互感绕在个无础性绝缘物质制作的剧性形骨架上，先绕初级，后绕次级。制作时次级绕组要适当多挠，以便调罄。其结构参数设计，应保证尽可能小的初、次级绕组的电阻和电感，参见6.2.3条。该互!部安装在方圆的中心，其轴线强直于4个蝶线管构成的平面。调整时方圈中不放入试样，初级绕组中通以交流电流，调整补偿互感的次级阻数，使方围和补偿互感次级绕组问名端之间的感应电压小于方罔(或互感)次级绕组上感应电压的0.1%。7 比总损辑测量7. 1 适应范围GB/T 3655 92 本方法所测得的比总损耗是在给定频率，给定撤极化强度峰值下的值。为了满足磁通波形正弦条件，对于冷轧取向电工钢片(

9、带)，磁极化强度的峰值可达1.8 T;而对于热轧和冷轧无取向电工钢片(带)可达1.5T。在保证次级感应电lli波形系数F=l.l11士1%的条件下，测景范围可以扩展。7.2 试样问6.17.3 测最原理比总损耗用功率表法测量，线路图见图4。7.4 屯惊图4功率表法测瞌比总损辑线路阁Mc-空气补偿直感而p-25cm爱榄斯坦方闹;有效值电流表;Hz-频率计;功率表;平均值电压表电源要求低电阻，容量大于200VA，最大输出电压不小于120V，电压和频率的稳定性良好，在测量期间也压和频率的变化不应超过0.2%。它还应当应用电子反馈保持融通波形正挡，即保持方阁次级感应电压波形系数F二1.111士1%以内

10、。7.5 测量仪器仪表7.5.1 平均值电压表由于方圈次级感应电压平均值测量在比总损耗测睡中的重要性，所用的平均值电压表，准确度等级必须尽可能的高，真优选仪器是准确度等级为0.2%的数字电压表，为保证尽可能小的次级负载，提输入电阻应大于1000 O/V 0 可以使用符合准确度和输入阻抗要求的电子式、平均值电压表，或者作为测结装监输入级的运算放大器。7.5.2 有效倪电压表准确度等级O.2级，或者更好。7.5.3 有效值电流表低内阻，准确度等级1级，用来测量方圈初级统组中有效值电流，监视比总损耗测试时功率表电流支路不蟹过载。7.5.4 频事表准确度等级0.1级，或者更好。7.5.5 功率表GB/

11、T 3655 92 功率是由一个高灵敏度的O.5级或者更好的低功率因数(co叩出口0.10.2)功率表测量的。它的电压支路电阻应大于2000/V。在此文路中其电阻应大于电抗5000倍。7.5.6方阁问6.207.6 测量和数据处理7.6.1 测量前的准备7.6. 1. 1 用天平称最试样的总质量，称最误是要求小于0.1%。随后按6.1.3条要求将试样装入方圈。7.6. 1. 2 退磁。试样在测量前必须经过退磁。退融可以在方圈里进行，退磁场频率50Hz.初始磁场强度峰值必须足够大(大于5000 A/m)，然后以很小的现减量将磁化场缓慢地减到枣。7.6.2 测量7.6.2.1 测量顺序本标准规定任

12、何础性能参数的测最都应遵循由i庭破状态开始，从低磁感应强度到高瞄感应强度，从低频到高糊的测量顺序。当所选择的测试点对应的磁感应强度低于前一测试点的磁感应强度，或者测试频率低于前一测试点的测试频率时，则应重新退磁07.6.2.2 测试点的设定调节电惊颇事使之等于测试点对应的频率，允许最大偏差十0.2%。断开开关Kl连渐增大电源电ffi，使得方阁次级感应电压平均值为:泞2:4fNEJL-ABi.(10 ) 忍lRi十Rt式中:D2一一方圈次级感应电压平均值，V;R;-功率表电压支路和平均值电压表输入电阻并联值，0;扎一一方圈次级绕组和互感Mc次级烧组的串联电阻，00按:若平均值电压表刻度日乘以系数

13、1.1111，这时(10)式相应的U2泯值也应乘以1.111 10 1之中试样械丽积按式(11)计算:A=刁.(11 ) 4 式中:pm一一试样材料密度，kg/m3测最试样材料密度的方法见第二篇，一般情况下，可以使用材料生产厂家给出的数值。(见表l和表2) 表1热轧电工钢片(带)的平均密度平均密度.103kg/m3钢号暗含量，%酸恍钢片(带)米酸恍钢片(带)0 1 O. 801. 80 7.80 7.75 D., 1.812.80 7.75 7.70 03 2. 813. 80 7.65 。43.814.50 7.55 GB/T 3655-92 表2冷轧电工钢片(带)的平均密度硅铝合量，%平均

14、密度.103kg/m3。-0.657.85 0.6币-1.40 7.80 1. 41-2.15 7.75 2.16-2.95 7.70 2.96-3.70 7.65 3. 71-4.50 7.60 7.6.2.3 测最读取功事表的读数，随后合上开关K1(如飞为静电系电压表，KI可永远闭合)读取有效值电压表和平均值电压表表示值。按7.6.2.1条要求重复上述过程得到整组所需的测最数据。7.6.3 数据处理7.6. 3. 1 比总损耗的求得用功率表读取的损耗值，包括方周次级回路仪表内阻消艳的功率，求取总损来毛时必须首先对此进行修正:N ,_ D Pc口-，IP一N2A m Ri 式中:Pc一-试样

15、?肖耗的功率，W;Pm从功率我读取的功率数值，W。比总损耗按式(13)计算:7.6.3.2 波形因数修正P一一-41 一一, m. m -1m . ( 12 ) . ( 13 ) 测量时应保持磁通即次级感应电压波形正弦，在特殊情况下，当波形系数(次级感应电配有效值与平均值的比)偏离1.111且不超出土5%时，应当引入波形因数修正。用武(14)可以得到精确的巳修正过的比总损耗值:p zL(均由2.( 14 ) 用下酣近似公式也可以得到足够准确的结果:时，=26(Itps. ( 15 ) GB/T 3655-92 计入波形失真修正最时的比总损耗P，为:r _ _ ( 6F l pfeu PR AP

16、stLl叫口口JJP, .( 16 ) 式中:f:.P，一一波形失真修正量，W/kg;Pr一按(13)式求得的试样的比总损糙，W/kg;P:一考虑液形修正后的比总损耗，W/kg;e= P.j品流在比总损耗中占的比例;(1-e)口号一磁滞损耗在比总损耗中占的比例;6F=(g:-1叫一流形烛系数，其中02;ftlD2 7g次级感应电压的有效值和平均值o式(16)中的系数e通常用改变频率的方法进行测量。测撞时频率改变量不能太小，但也不应超出测量点频率的一半或二倍。一般情况下在频率为50-60Hz 时可以使用表3和农4所示的值。表3冷轧电工钢片(带)的系数r的数值mm j事度材料试样组成0.30 。.

17、35O. 50 f 纵、横向各半O. 20 0.30 无取向全纵向0.25 O. 35 取向全纵向0.50 O. 60 表4热轧电工钢片(带)的系数r的数值厚度钢号试样组成O. 35 O. 50 F Dl O. 20 。2纵、横向各旦和D:1 O. 30 O. 20 D4 0.35 比总损耗的最终结果应保留三位有效数字。7.7 重复性符合本标准要求时，比总损耗测试结果敢复性以标准偏注表示为(1-1.5)%。8 磁场强度、暗感应强度和比视在功串的测量8. 1 适用班回O. 70 0.40 O. 45 mm 1. 00 O. 50 GB/T 3655 92 为了使测量结果可以比较，测试值必须是磁通

18、被形正弦条件下得到的。因此，对于热轧和冷轧无取向电工钢片(带)，磁感应强度可测到B=1.5T，取向电工钢片可测到B=1.8To如能保证次级感应电压波形系数Fl000 R2 用来校准冲击检流计的融通常数。其互感值为50-100mH.直感值的误羔小于0.2%。初级线圈应允许通过10A以上的电流而不致有明显的发热。GB/T 3655 92 11.5 J支流电流表础电系，0.2级，多量程。11.6 其他试验设备11.6. 1 可变电阻箱.0.5级，具有X10OOO , Xl 000，XI00，XI0.XIO等卡进盘，2至3只。11.6.2 电源调节器或精线电阻，耍能连续平稳地调节励磁电流。11.6.3

19、 换向开关，应有小的接触电阻和大的电流容量，保证正反向得到重复的电流值。不容许接触跳动。11.6.4 直流电流，要求最大输出电流不小于15A，电压不小于20V，纹流小子0.1%稳定性良好，10 min内变化不大于0.2%。12 测量均数据处理12. 1 测量前的准备问7.6.1.1条。12.2 退磁到J采用交直流两种退础方式。交流退磁见7.6. 1. 2条。直流退磁时，首先融化到饱和(融化场不得小于5000A/m)。随后援慢地减小磁化电流，与此同时以大约每秒两次的;1率反复搬动换向开关K1直到电流减小到霉。、12.3 测量顺序同7.6.2.1012.4 融通表校准每一次融感应强度测试时都要校准

20、融通表。校准时用标准互感Mto开关K2掷向t，合上开关扎，调黯到相应的电流孔，用换向开关改变电流方向，读取磁通表的读数，求出融通常数K.式中:K融通常数，Wb/mmjMt一标准互感值，H;1t-互感初级电流，Ajt咱也磁通表读数，mmoK = 2MJ, 一一t 使用冲击检流计时，应按式(25)考虑弧度修正:，ft A一，(J3 一t - , 3d 2 :ft一一直流读取的检流计读数，mmjd一一检流计反射镜与标尺间距离，mmo12.5 测量和数据处理开关Kz掷向M，调节胁融电流，使瞰场强度为给定值，其础场值按式(26)计算:H口号11式中:方圈初级挠组中的电流，A。( 2,1 ) . ( 25

21、 ) . ( 26 ) GB/T 3655 92 电流调定后，搬动换向开关乱，进行10次磁锻炼，随后合上开关凡，开关K)迅速换向，读取磁通表读数，用式(27)计算试样的内禀磁感应强度:B-iL N2A 式中:伊j=K一一试样内部融通变化踵，Wb;一融通表读数，mrn。试样的磁感应强度按式(28)计算:K 2N2A B=oH+Bj 为了避免方圈初级绕组发热，通常情况下直流磁场强度不要高于10000 A/mo 13 醺复性符合本标准规定时，直流磁感应强度测量结果重复性按标准偏差表示为1%。14 测量提置的检定. ( 27 ) . ( 28 ) 为了确保电工钢片(带)融性参数测量结果在回内外比较中的

22、一致性，在实行本标f脏的同时，需要有确实的计量保证。14. 1 装置中所用的25cm爱拨斯拥方圃，为本提景烹耍的标准最具，服当经计量部门检定，持有该部门发给的检定合格证书，方可在正式测量中使用。14.2 装进中所用的其它仪器、仪表、最具也需定期由计最部门检定，确认它们具有本标准所规定的准确度等级。14.3 将由计最部门负责发放若干种材料的标准试样，作为标样。第三篇电工钢片(带)的密度测量15 适用抱回计算试样的截面积时，通常采用的宿度是在产品标准中规定的约定密度值。在精密测肇中，可用更为精确的密度值来计算试样的截面积。本篇规定的测最方法适用于所有电工钢片(带)密度测量。16 试样合适尺寸的试样

23、条片都可以用于测量。例如按6.1条剪切的试样条片。17 测量方法浸没法是测定密度的基本方法，测量时要求试样表面清除氧化膜其他涂层。除此以外还有通过测量试样电阻率或硅铝含最来确定试样密度的电学和化学方法，但在仲裁中，仅以接设法为准。17.1 浸没法运用流体静力学平衡原理，称量试样搜设在巳知密度的水中前后的质最(在水中称最时注意要除去GB/T 3655-92 试样表面的所有气湘)。然后用(29)式计算试样的密度:式中:p旷试样密度，kg/m3;pw一一水的密度，kg/m3;m Pm一一一一一一，P m (m - mJ -W mj一一-设投在水中时试样的视在质量，kg;m-浸没前的试样质量，kgo为

24、了得到可靠的结果，测量时试样不得少于5个，并取其测量结果的平均值。17.2 工业方法17.2.1 电学法用开尔文电桥按四端电阻测最试样条片的阻值.进而用武(30)求得试样的密度:式中:扎一一试样电阻测量结果，0;一一试样材料的电阻率，Om;J一试样的长度，m;m一-i式样的质量，kg;电位接触点间的距离，mom Pm , p =千丁为了得到可靠的结果，测量时试样不得少于5个，并取其测量结果平均值。17.2.2 化学法在实践中发现，铁基合金的宿度和硅铝含量之间存在如下关系:( 29 ) . ( 30 ) Pm = 7 86565(飞1十1.7P Al) .( 31 ) 式中:PSj一一合金中硅百

25、分含量;PA1 -合金中铝百分含量。18 童复性以上各方面测量试样密度的最复性用标准偏差表示为:0.20.3%。第四篇电工钢片(带)的电阻难测量19 适用范围本方法适用于所有的电工钢片(带)。测量应在环境嗣度为23寸C、相对湿度小于80%的条件下进f了。20 试样和测量原理20. 1 试样GB/T 3655 92 试样条片的规定与6.1相同，其最小长度为250mm，最大宽度为30mmo除了电接触的地方必须去除其它绝缘涂层外，其他地方不必去除。20.2 测量原理磁性钢片的电阻卒，通过测量规定长度1的试样条片的电阻R来测定。这个电阻一般约为1mO到100 mO，用开尔文电桥或其他同样准确度的仪器，

26、采用与巳知电阻Rn相比较的方法来测壤。这里所假述的测最过程假定采用了开尔文电桥。其电路如罔9所示。时9电阻测量I:路对于一条具有均匀截丽积的条片，其电阻率由下式给出:PR!A 一.( 32 ) 式巾:一实验材料的电阻幕，Om;Re -测量的试样条片的电阻，0;A 试样条片的横截面积，m2;J一电势触点间的距离，mo21 电源电漉应为低压直流电源。它能对图9的电路供给约1AlO A的电流。22 仪器22. 1 接触装最与试样条片进行电接触的装置采用四个触点:两个电势触点和两个电流触点。两个电势触点位子里面并与两个电流触点成一直线。两个电势触点间的距离应尽可能大并且电流触点和电势触点之间的距离至少

27、应为试怦条片宽度的两倍。22.2 标准电阻RN标准电阻阻值的不确定度为0.5%或者更小。22.3 开尔文电桥测量电阻需要有足够量程和灵敏度的开尔文电桥，以便能测量1mO到100mO的电阻，其测散结果不确定度为十0.5%或者更小。23 电阻帝的泪。最23. 1 电势触点间的电阻R，按22.3条用开尔文电桥测壤。其电路见罔80调赞通过电阻及相反问的电流值，应该对相反方向的电流进行两次连续读数。G/T 3655-92 23.2 咆阻率的测定:试样的横截酣积A，白它的宽度和厚度确定，电阻率p可用公式(32)计算出。为了得到可比较的结果，必须至少用五条试样作实验并取其平均结果。24 撞复性由这种方法得到的结果，其重复性基本上取决于摩度的测量，其不确定度用标准偏是表示为(l2)%。第五篇层问电阻、涂层附着性、晶装系数的测最电工钢片(带)殷间电阻、除层附着性、叠装系数的测最按GB2522的规定执行。附加说明:本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。本标准由中国计量科学研究院太原钢铁公司负责起草。本标准主要起草人瞿清国、姜成仁。本标准水平等级标记GB/T 3655 92 Y