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霍尔法测磁滞回线
一、实验目的及要求
1、 掌握霍尔法测量磁滞回线的原理及操作方法
2、 测量Cr12模具钢的磁滞回线
3、 计算铁磁材料的性能参数
二、实验设备（环境）及要求
实验仪器如图4所示，它由直流稳流源、交流电压源、数字式特斯拉计（以霍尔传感器为探测器，并有螺旋装置移动）、待测环形磁性材料，上面绕有2000匝线圈，样品的截面为2.00cm×2.00cm间隙为0.2cm，和双刀双掷开关等。

三、实验内容与步骤
㈠实验原理
磁滞回线的测量
在待测的铁磁材料样品上绕上一组磁化线圈，环形样品的磁路中开极窄均匀气隙，在磁化线圈中，在对最大值磁化电流Im磁锻炼基础上，Il值的磁化而对应每个磁化电流Ik值，用特斯拉计测量气隙均匀磁场区中间部位的磁感应强度B，既能得到该磁性材料的磁滞回线，如图E18-1D的QRQ′R′Q,组成的曲线为磁滞回线。OA曲线为材料初始化曲线。对于一定大小的回线，磁场化电流最大值设为Im，对于每个不同的Ik值，使样品反复的磁化，可以得到一族磁滞回线，如图E3所示，把个磁滞回线的顶点及坐标原点O连接起来，得到的曲线称为基本磁化曲线。
为了得到一个对称而稳定的磁滞回线，必须对样品进行反复的磁化，即“磁锻炼”这可以采取保持磁化电流Ik大小不变的情况下，利用电路中的换向开关使电流方向不断改变的方法来达到目的。在测量基本磁化曲线时，对每一个磁化电流Ik，必须进行磁场锻炼，由此测到的磁感应强度B和磁场化曲线H之间的关系曲线和起始磁化 曲线是不同的。
测量基本磁场化曲线或起始磁化曲线都必须由原始状态H=0和B=0开始，因此测量前必须对待测样品进行退磁，以消除剩磁。
在环形样品的磁化线圈中通过的电流为I，则磁化场磁场强度H为
H=NI/l
N为磁化线圈的匝数，l为样品平均磁路长度，（平均磁路长度因样品而略有不同，经实际测量），H的单位为A/m。
为了从间隙中间部位测得样品的磁感应强度B值，根据一般经验，截面方形样品的常和宽的线度应大于或等于间隙宽度8—10倍这样才能保证间隙中有一个较大区域的磁场是均匀的，测到的磁感应强度B的值才代表样品中磁场在中间部位实际值。

㈡实验步骤

1. 用数字式特斯拉计测量样品间隙中剩磁的磁感应强度B与位置X的关系，求得间隙中磁感应强度B的均匀区范围ΔX值。
2. 测量样品的起始磁化曲线，测量前先对样品进行退磁处理。若磁化电流的不断反向，且幅度逐渐减小至零，最终使样品的剩磁为零。如电流由0增至600mA再逐渐减小至0，然后双向开关换为反向电流由0增至500mA，再由500mA调至零，这样磁化电流不断反向，最大电流值每次减小100mA，最终将剩磁消除，退磁过程如E18-4所示，然后测量B-H关系曲线。
3. 测量模具钢的磁滞回线前的磁锻炼。由初始磁化曲线可以得到B增加得十分缓慢时磁化线圈通过的电流值Im，然后保持此电流Im不变，把双向换向开关来回拨动10次进行磁锻炼。（开关拉动时，应使触点从接触到断开时间长些，这是为什么？磁锻炼的作用是什么？）
4. 测量模具钢的磁滞回线。通过磁化线圈的电流从饱和电流Im开始逐步减小到0，然后双向换向开关将电流换向，电流又从0增加到-Im,重复上述过程，即（Hm,Bm）→(-Hm,-Bm),再从(-Hm,-Bm)→（Hm,Bm）。其中每隔50mA测一组(Ii,Bj)值。由公式1求出Hi值。用作图纸作模具钢材料的初始磁化曲线和磁滞回线。记录模具钢的饱和磁感应强度Bm和矫顽力Hc。

四、实验结果与数据处理
1．Cr12磨具钢的实验数据
I/mA
H/(A/m)
B/mT
I/mA
H/(A/m)
B/mT
0
0
0
-301
-2498.3
-256.2
50
700
16.3
-351
-2913.3
-308
109
904.7
56.1
-400
-3320
-355
150.7
1250.81
98
-451
-3743.3
-397
201.3
1670.79
153.7
-501
-4158.3
-431.3
250
2075
208
-550
-4565
-456
300
2490
263
-600
-4980
-476
350
2905
312
-644
-5345.2
-489
400
3320
354.2
-644
-5345.2
-489
454
3768.2
392
-597
-4955.1
-483
500
4150
418.3
-550
-4565
-477
551.1
4574.13
442.3
-500
-4150
-469
600.5
4984.15
461.3
-445
-3693.5
-459
640.7
5317.81
474.6
-399
-3311.7
-449
640.7
5317.81
474.6
-351
-2913.3
-433.9
593.3
4924.39
468.6
-300
-2490
-414.6
550.5
4569.15
462.6
-250
-2075
-386.5
500.4
4153.32
454.6
-201
-1668.3
-349.8
449.4
3730.02
444.8
-150
-1245
-302.7
400
3320
433
-100
-830
-247.9
350.5
2909.15
418
-50
-415
-188.5
300.3
2492.49
397.2
0
0
-126
248.3
2060.89
368
50
300
-60
201.4
1671.62
333
100
700
16.3
150.8
1251.64
286
151
1253.3
63.2
100.1
830.83
230
200
1660
123.8
49
406.7
171
251
2083.3
185.7
0
0
109
300
2490
242.2
0
0
109
351
2913.3
298
-51.5
-427.45
47.5
400
3320
345
-102.4
-849.92
-17.1
453
3759.9
389
-150.1
-1245.83
-75.9
503
4174.9
421
-199
-1651.7
-136.8
552
4581.6
445
-250
-2075
-197.2
600
4980
464
-301
-2498.3
-256.2
640.5
5316.15
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2.Cr12模具钢的磁滞回线

五、分析与讨论
经过数据处理后，将数据导入origin，得到上面的Cr12模具钢关于B随H的变化曲线，即磁滞回线。但磁滞回线的形状与原理那边的标准图还有明显的差异，就是在H=0~3000A/m的地方出现B斜率偏大的现象，这可能是一开始没有完全消磁，造成在测量其B的值时，出现B的值比较大。