ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА
ИЗМЕРЕНИЙ
МАТЕРИАЛЫ МАГНИТОМЯГКИЕ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА
ИЗМЕРЕНИЙ
МАТЕРИАЛЫ МАГНИТОМЯГКИЕ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Издание официальное
МОСКВА —1980
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
В. Л. Куртц (руководитель темы); В. Г. Антонов, канд. техн, наук
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Зам. председателя В. И. Кипаренко
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 марта 1980 г. № 1421
© Издательство стандартов, 198
0
У
Группа Т86
ДК 389.14:621.318.13.019:006.354ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Г
ГОСТ
8.377-80
Взамен
ГОСТ 15058—69
МАТЕРИАЛЫ МАГНИТОМЯГКИЕ
Методика выполнения измерений при определении
статических магнитных характеристик
State system for ensuring the uniformity of
measurements. Soft—magnetic materials.
Methods of determination of static magnetic
characteristics
Постановлением Госудаственного комитета СССР по стандартам от 28 марта 1980 г. № 1421 срок введения установлен
с 01.07 1981 г.
Настоящий стандарт распространяется на прецизионные магнитомягкие сплавы по ГОСТ 10160—75 и другие магнитомягкие материалы с коэрцитивной силой до 4 кА/м и устанавливает методику выполнения измерений при определении основной кривой намагничивания и петли магнитного гистерезиса образцов этих материалов и их параметров: начальной магнитной проницаемости; максимальной магнитной проницаемости; остаточной магнитной индукции; коэрцитивной силы по индукции; коэффициента прямоугольности петли магнитного гистерезиса; коэрцитивной силы по намагниченности; температурных коэффициентов вышеперечисленных параметров, а также требования к этим образцам и измерительной аппаратуре.
Стандарт не распространяется на электротехнические стали по ГОСТ 21427.0-75 — ГОСТ 21427.4-75, ГОСТ 11036—75, ГОСТ 3836—73 и ферриты.
ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ
Статические магнитные характеристики и параметры образцов определяют на установке (черт. 1), состоящей из средств измерения и устройств, требования к которым изложены ниже (например установки У5045, БУ-3).
Издание официальное
Перепечатка воспрещена
/?/, —регулировочные устройства: Al, А2 — амперметры; ПІ, П2,
ПЗ — двухполюсные переключатели; /( — ключ; IV7— намагничивающая обмотка образца или намагничивающего устройства; М — образцовая катушка взаимной индуктивности; R3 — магазин сопротивлений; ЙП— бал- диетический гальванометр или веберметр; 1Г2— измерительная обмотка образца или измерительная катушка
Черт. 1
Намагничивающие устройства
Одновитковое устройство, применяемое для намагничивания кольцевых образцов в области слабых полей, представляет собой прямой провод, проходящий через центр образца перпендикулярно к его плоскости. При этом длина прямого провода, посередине которого помещается образец, должна быть не менее 10 £>н, а подводящие провода должны находиться от образца на расстоянии не менее 5 £>н, где DH— наружный диаметр образца.
Допускается также применять другие намагничивающие устройства, обеспечивающие выполнение измерений напряженности поля с погрешностью, превышающей указанной в п. 4.13.
Соленоид, применяемый для намагничивания прямолинейных образцов, должен удовлетворять следующим требованиям.
Напряженность поля, создаваемая в центре соленоида, должна быть достаточна для намагничивания образца до насыщения.
Значение необходимой напряженности поля Hs рассчитывают в соответствии со справочным приложением 1 или определяют экспериментально. Достаточной является такая напряженность поля, уменьшение которой на 25% приводит к уменьшению коэрцитивной силы не более чем на 1%.
Неоднородность магнитного поля вдоль оси соленоида не должна превышать 2% на расстоянии от центра, равном половине длины образца.
Соленоид должен быть аттестован по постоянной с погрешностью не более ±0,5 %.
Форма обмотки соленоида и ее основные технические параметры для измерения образцов длиной не более 400 мм приведены в рекомендуемом приложении 2.Амперметры
Амперметры по ГОСТ 8711—78 класса точности 0,2 или более точные, позволяющие измерять токи, необходимые для намагничивания образца, при отклонениях указателя, составляющих не менее 0,4 длины шкалы (например амперметр Ml 104). Допускается применять другие средства измерения тока, обеспечивающие измерения с погрешностью не более 0,5%.
Образцовая катушка взаимной индуктивности
Катушка должна быть мерой 2-го разряда по ГОСТ 8.123—74 и иметь номинальное значение взаимной индуктивности 0,01 или 0,001 Гн (например мера взаимной индуктивности Р5009).
Магазин сопротивлений
Магазин сопротивлений по ГОСТ 23737—79 класса точности 0,2 или более точный, позволяющий изменять сопротивление измерительной цепи в требуемых пределах (например магазин сопротивлений РЗЗ).
Измеритель магнитного потока
В качестве измерителя магнитного потока применяют баллистический гальванометр или веберметр.
Примечание. Если длительность импульса, возникающего в измерительной обмотке при измерениях, превышает 0,1 Ц (где Ц—длительность первого отброса гальванометра), то следует применять веберметр.
Баллистический гальванометр должен иметь период собственных колебаний не менее 15 с; разряд по постоянству нулевого положения — не более 1,0 по ГОСТ 7324—68 (например гальванометры М17/11, М17/Т2, М17/13).
Основная приведенная погрешность аналогового веберметра не должна превышать 1,5%, основная относительная погрешность цифрового веберметра не должна быть более 1,5% измеряемого значения (например микровеберметры Ф191, Ф5050).
Источник постоянного тока
Источник должен иметь такую мощность и стабильность, при которых изменение тока в намагничивающей обмотке образца или намагничивающего устройства не превышали бы 0,2% в минуту; амплитуда переменной составляющей тока не должна превышать 0,2% значения постоянного тока (например, источник постоянного тока Б5-21 или батарея аккумуляторов ЮНК-125).
Регулировочные устройства
Регулировочные устройства должны обеспечивать плавное регулирование тока в пределах, требуемых для намагничивания образцов. При значениях тока, соответствующих напряженности поля от 0,1 Нс до 2 Нс(Нс— коэрцитивная сила материала) дискретность установки тока должна быть не более 0,2% устанавливаемого значения.
Переключающие устройства
Переключатели П1 и П2 и ключ должны быть рассчитаны на значения тока, требуемые для намагничивания образцов.
Измерительная катушка
Измерительная катушка, применяемая для контроля намагниченности прямолинейных образцов, должна наматываться медным изолированным проводом на полый цилиндрический или прямоугольный каркас из изоляционного материала. Катушка должна быть короче образца не менее чем в 3 раза. Площадь, поперечного сечения катушки не должна превышать площадь поперечного сечения образца более чем в 2 раза. Площадь поперечного сечения катушки вычисляют как площадь круга или прямоугольника размерами, равными средним размерам поперечного сечения обмотки катушки. Для цилиндрической катушки средний диаметр вычисляют как среднее арифметическое внутреннего и наружного диаметров обмотки катушки. Аналогично вычисляют средние длины сторон для прямоугольной катушки. Число витков катушки должно быть таким, чтобы выполнялось требование п. 3.6.4. Отводимые от катушки провода должны быть свиты вместе.
В случае использования веберметра допускается исключать из схемы, приведенной на черт. 1, катушку М, переключатели П2, ПЗ и магазин R3. При этом веберметр подключают непосредственно к обмотке W2, а обмотку W1 — к переключателю П1.
Во избежание помех измерительную цепь следует монтировать раздельно с намагничивающей цепью перевитыми экранированными проводами. Для уменьшения помех также допускается на время измерения исключать из измерительной цепи вторичную обмотку катушки взаимной индуктивности. При этом сопротивление магазина R3, подключенного к гальванометру, увеличивают на значение, равное активному сопротивлению вторичной обмотки катушки (с точностью, обеспечивающей выполнение требования п. 2.2.6.2).
Для измерения температурных коэффициентов магнитных параметров необходим термостат, обеспечивающий создание температуры в диапазоне от минус 60 до плюс 120° с погрешностью, не превышающей ±2°С (например термостат У2—8).
Допускается определять магнитные характеристики и параметры образцов на аппаратуре, отличающейся по принципу действия от приведенной выше, но обеспечивающей измерения с погрешностями, не превышающими значений, указанных в п. 4.13.
ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ
Тр е б ов а ния к образцам
Порядок отбора образцов, их число и подготовка к термической обработке должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации (далее — НТД) на материал.Образцы должны иметь кольцевую или прямолинейную форму.
Прямолинейные образцы применяют только для измерения коэрцитивной силы по намагниченности Нс>м материалов с НСіМ не менее 25 А/М и выполняют в виде прутка круглого или прямоугольного сечения, или в виде пакета, набранного из полос.
Отношение длины образца к корню квадратному из площади поперечного сечения его должно быть не менее 10.
Кольцевые образцы применяют для измерения перечисленных выше магнитных параметров, кроме Нс>м, и для определения основной кривой намагничивания и петли магнитного гистерезиса. Кольцевые образцы из листовых и ленточных материалов, а также прутков изготавливают в виде пакета, набранного из штампованных (при толщине листа или ленты 0,05 мм и более) или точеных колец или навивают из ленты (при толщине ленты 0,2 мм и менее). Образцы из проволоки изготавливают навивкой. При этом образцы навивают на цилиндрический шаблон, с которого затем снимают. Образцы из проволоки и ленты толщиной менее 0,02 мм навивают на каркасы (черт. 2а) из термостойкого неферромагнитного материала с температурным коэффициентом линейного расширения, не превышающим температурный коэффициент линейного расширения материала образца.
1 — крышка; 2 — образец; 3 — каркас Черт. 2
Для материалов, обладающих анизотропией магнитных свойств до термомагнитной обработки (обладающих кристаллографической текстурой), следует применять витые образцы.
Отношение наружного диаметра кольцевого образца к его внутреннему диаметру не должно превышать 1,3.
Разность между наибольшей и наименьшей площадью сечения прямолинейных образцов должна быть не более 5 %. Разность диаметров кольцевого образца, измеренных в трех сечениях, равномерно расположенных по его окружности, не должна превышать 1 %.
Образцы, изготовленные с применением механических операций (штамповки, резки, навивки, точения), перед измерениями должны быть термически обработаны в соответствии с требованиями НТД на данный материал.
После термической обработки образцы не должны подвергаться механическим воздействиям (ударам, сжатию, изгибам, тряске). Кольцевые образцы прецизионных магнитомягких сплавов (за исключением образцов, изготовленных навивкой на каркас по п. 2.1.3) после термической обработки должны быть помещены в специально изготовленные по размерам образца защитные каркасы из неферромагнитного материала (текстолит, дюралюминий и т. и.), общий вид которых показан на черт. 26. Толщина стенок каркаса из изоляционного материала не должна превышать 2 мм, из металла — 1 мм. Образец не должен свободно перемещаться внутри каркаса. Крышку металлического каркаса изготовляют из электроизоляционного материала.
Условия измерений и подготовка к ним
Температура окружающего воздуха при измерениях должна быть 20±5°С, а относительная влажность не должна превышать 80%.
Определение размеров кольцевых образцов
Перед определением магнитных характеристик кольцевого образца должны быть измерены его наружный и внутренний диаметры и определена площадь поперечного сечения.
Наружный и внутренний диаметры образца измеряют с погрешностью не более ±0,5%. Погрешность измерения наружного диаметра витых ленточных образцов при толщине ленты меньше 0,02 мм не должна превышать Г%. Диаметры образца измеряют в трех сечениях, равномерно распределенных по его окружности. За результат измерения принимают среднее арифметическое из полученных результатов. Внутренний диаметр витого образца определяют измерением диаметра шаблона или каркаса, на который наматывают ленту или проволоку.
Площадь поперечного сечения S образцов, набранных из штампованных колец или навитых из ленты и проволоки, в квадратных метрах вычисляют по формуле
