中国人民共和国国家计量技术规范稀土永磁材料磁性温度系数测量30748.docx

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1、JJF中国人民民共和国国国家计计量技术术规范JJF-稀土永磁磁材料磁磁性温度度系数测测量Meassureemennt oofMaagneeticc Temmperratuure Coeffficciennt oof RRaree Eartth PPermmaneent Magnnet Mateeriaals（征求意意见稿）200-发布布 2200-实施施中华人民民共和国国质量监监督检验验检疫总总局批JJF -稀土永磁磁材料磁磁性温度度系数测测量技 术术 规规 范范JJF-The Rulle ffor Meaasurremeent of Maggnettic Temmperratuure Coe

2、effiicieent of Rarre EEartth PPermmaneent Maggnett Maaterrialls本规范经经国家质质量监督督检验检检疫总局局年月日批批准， 并自年年月日起起施行归 口 单 位：全全国电磁磁计量技技术委员员会主要起草草单位：中国计计量科学学研究院院本规范委委托归口口单位负负责解释释本规范主主要起草草人：林林安利 李李小菊目 录1 范范围-(11)2 引用文文献-(1)3 定义、符符号和计计量单位位-(11)4 概述-(22)4.1 原理-(22)4.1.1 设备要要求-(3)4.2 加热装装置-(3)5 计量特特性-(3)5.1 试样要要求-(3)5.

3、2 测量线线圈-(4)6 测量条条件-(4)6.1 温度循循环处理理-(4)6.2 充磁方方向-(4)7 测量方方法 -(5)8 测量结结果的处处理-(5)9 试验报报告-(5)附录A（测测试报告告内页格格式）-(7)附录B（测测量原始始记录）-(88)附录C（不不确定度度评定）-(99)JJF-引言：本规范是是根据我我国目前前永磁材材料温度度系数测测量方法法的现状状，参照照IECC/TRR 6118077 19999标标准和国国外有关关资料编编写的。本规范由由全国磁学学计量技技术委员员会提出出1范围：本规范适适用于稀稀土钕铁铁硼永磁磁材料在在高温下下主要磁磁特性的的测量。2引用文文献： 本规

4、规范引用用下列文文献： JJJF10001-19998 通通用计量量术语及及定义 JJJF10002-19998 国国家计量量检定规规程编写写规则JJFF10559-119999测量不不确定度度评定与与表示IECC/TRR 6118077-19999 Maggnettic prooperrtiees oof mmagnnetiicallly harrd mmateeriaals at eleevatted temmperratuuress-Meethoods of meaasurremeent硬磁材料磁特性在高温下的测量方法 IEEC-6604004-55 PPermmaneent maggn

5、ett(maagneeticcallly hhardd)maaterrialls-MMethhodss off meeasuuremmentt off maagneeticc prropeertiies永磁（硬硬磁）材材料磁特特性的测测量方法法GB/T 332177-922 永磁磁（硬磁磁）材料料磁性试试验方法法JJGG 3552-884 永永磁材料料标准样样品磁特特性国国家计量量检定规规程JJGG10113-889 磁磁学计量量常用名名词术语语及定义义JB/T89986-19999永磁磁材料温温度系数数测量方方法 使用本本规范时时，应注注意使用用上述文文献的现现行有效效版本。3 名名词术语语

6、、符号号和计量量单位本规范采采用下列列定义，其其他定义义见GBB/T 96337。剩磁温度度系数（TTempperaaturre CCoeffficciennt oof remmaneencee）：由由于温度度变化而而引起剩剩磁的相相对于变变化与温温度变化化之比。，%/磁极化强强度矫顽顽力的温温度系数数（Teempeeratturee Cooeffficiientt off Maagneeticc Poolarrizaatioon）:由于温度度变化而而引起磁磁极化强强度矫顽顽力的相相对变化化与温度度变化之之比。， %/4 概概述本规范所所述的测测量方法法是在闭闭磁路中中测量稀稀土永磁磁材料高高

7、温下磁磁特性4.1 原理理 本规范所所述的是是稀土永永磁材料料在高温温下闭磁磁路的测测量方法法。其基基本原理理框图如如图1所所示：图1 测量原原理框图图(1) 磁化装置置(2) 加热极头头(3) 试样(4) 励磁电源源(5) 磁通探测测线圈(6) 磁场探测测线圈(7) B(J)积分器器(8) H积分器器(9) X-Y记记录仪或或计算机机4.1.1 测测量装置置中用于于磁化样样品的电电磁铁或或磁导计计的技术术要求按按GB/T32217-92中中的5.14.1.2 测测量装置置中对BB(J)积分器器和H积积分器的的技术要要求按GGB/TT32117-992中55.3和和5.44的要求求。4.2 加

8、加热装置置4.2.1 加加热极头头的结构构图如图图2所示示：图2 磁通通密度和和磁场强强度测量量装置上图所示示的系统统由电磁磁铁上、下下两个极极头组成成，每个个极头在在紧贴加加热盘处处装有一一个隔热热层，接接着是一一对由纯纯铁或铁铁钴合金金制成的的极面，试试样、JJ（或BB）感应应线圈和和H测量量系统一一起安放放在测量量极面之之间，在在上下磁磁极中各各插入一一个热电电偶或铂铂电阻用用来测量量极头的的温度。5计量量特性5.1 试试样要求求5.1.1 试样尽尽量选取取圆形或或方形的的柱体，其其截面积积在长度度方向上上偏差不不超过11%；5.1.2 样品内内部和外外部不应应有砂眼眼、缺口口、裂纹纹或

9、其他他缺陷5.1.3 样品端端面应相相互平行行，并垂垂直于轴轴线，其其平行度度和垂直直度不超超过0.1：1100，光光洁度不不低于65.1.4 样品尺尺寸的测测量误差差不超过过0.22%5.2 测测量线圈圈4.4.1 根据GGB/TT32117-992第66条要求求，测量量时采用用J线圈圈测量法法。J线线圈是用用于探测测磁通信信号的传传感器件件，它是是采用JJ=B-oH补偿偿线圈，并并使用耐耐热不导导磁的板板材制做做。J线线圈是由由两个同同轴的、面面积相当当的环形形探测线线圈和空空气磁通通补偿线线圈串联联反接组组成，并并满足，利利用这种种接法，可可使测量量不受试试样和JJ感应线线圈之间间空气磁

10、磁通的影影响。这这种线圈圈的典型型结构见见图3：图3 H线圈圈和J补补偿线圈圈的典型型结构图图6 测量条条件6.1 温度循循环处理理为了测出出可逆的的温度系系数，要要对试样样进行温温度循环环处理，即即在室温温到高于于测量温温度200的温度度范围内内，将试试样从室室温加热热到高于于测量温温度200后再缓缓慢冷却却至室温温。此后后再开始始测量。这这种温度度循环至至少进行行一次。6.2 充磁方方向对于测量量前在磁磁化装置置外面用用脉冲磁磁化装置置或超导导螺线管管进行饱饱和充磁磁时，一一定要确确保样品品的磁化化方向与与冲磁场场方向一一致。7测量方方法7.1 温度系系数的温温度测量量范围可可按有关关标准

11、或或由供需需双方商商定，推推荐温度度范围为为室温10007.2 测量前前首先要要对试样样进行温温度循环环处理，即即将试样样从室温温T1加热到到高出测测量温度度T220后再自自然冷却却到室温温T1。这种种温度循循环至少少进行一一次。7.3 用最大大磁化场场将样品品磁化至至饱和或或接近饱饱和。7.4 在室温温条件下下先测出出常温下下的退磁磁曲线7.5 将样品品再一次次磁化至至饱和或或接近饱饱和7.6 把样品品放置到到已经加加热至TT2的加热热极头中中，并保保留约55分钟后后，开始始测量。测测出T22温度下下的退磁磁曲线7.7 将测得得的T11和T2温度下下所对应应的Brr和HCJJ值按下下列公式式

12、(1)和(22)分别别计算出出剩磁的的温度系系数和内内禀矫顽顽力的温温度系数数：-(1)-(22)8测量结结果的处处理在对各项项不确定定度进行行合成时时，考虑虑到局部部不确定定度只是是大致的的极限，至至于实际际的大小小和符号号是不清清楚地，并并且各项项之间互互不关联联。根据据误差理理论，在在估计总总的不确确定度时时按方和和根法合合成。由由于各项项误差的的分配不不相同，因因此应给给出各个个参量的的误差。剩磁Brr温度系系数的不不确定度度矫顽力HHCJ温度度系数的的不确定定度9 试试验报告告试验报告告应包含含以下内内容：实验材料料的牌号号；试样的编编号；试样的形形状、尺尺寸；所用测量量仪器的的类型

13、；测量的温温度范围围；所测得的的值和值；测量参数数的不确确定度；试验日期期；试验员、核核验员签签字。附录A稀土永磁磁材料磁磁特性温温度系数数测试报报告内页页格式证书编号号： 样品品编号:材料名称称： 制 造 厂厂：样品形状状： 样品品尺寸：检定依据据：JJFXXXX-2200XX稀土土永磁材材料磁特特性温度度系数测测量技术术规范所用的计计量标准准名称:环境条件件：温度度 ，相对对湿度： % 校准结果果：1 各温度度下退磁磁曲线图图2 = %/3 %/测量结果果的不确确定度：% ，包包含因子子k= ； % ，包包含因子子k= ； % ，包包含因子子k= 。以下空白白检定员 核验验员 共共 页 第

14、第 页附录B稀土永磁磁材料磁磁性温度度系数测测量原始始记录送检单位位： 联联系地址址：证书编号号： 样样品编号号：样品材料料名称： 制造厂厂：样品形状状： 样样品尺寸寸：外观检查查： 测测量日期期：充磁方向向：检定依据据：国家计计量技术术规范JJJF-2000稀土永磁磁材料磁磁性温度度系数测测量技术术规范所用的计计量标准准名称:环境条件件：温度度 ，相对对湿度： % 测量结果果：BrHcjHcb(BH)m室温（T1）Gs T 0ekA/m 0ekA/m MG0kJ/m3加热后(T2) GsT 0ekA/m 0e kA/mMG0 kJ/m3温度系数= %/= %/测量结果果的不确确定度：% ，包

15、包含因子子k= ； % ，包包含因子子k= ；检定员 核验验员 共 页页 第 页页附录C不确定度度评定稀土永磁磁材料温温度系数数的测量量是在不不同温度度下测出出该材料料的磁特特征参数数，然后后计算出出该材料料的温度度系数。各各参量的的不确定定度就可可视为相相对应参参数的温温度系数数的不确确定度。由于各项项误差的的分配不不相同，因因此应分分别给出出各个参参量的不不确定度度。1. 对温度度系数测测量的不不确定度度有贡献献的主要要因素有有：(1) 磁通计计引入的的不确定定度(2) 数字温温度计引引入的不不确定度度(3) 尺寸测测量时千千分尺引引入的不不确定度度(4) 测量线线圈的不不确定度度(5)

16、测量重重复性用MTPP-5000H硬硬磁材料料磁特性性检定装装置对样样品GNN1进行行磁特性性测量，样样品直径径d=11.0ccm，测测试温度度T=222.77，进行行10次次独立测测量，结结果见表表1：2. 标准不不确定度度评定2.1 不确定定度分量量的的评评定a) 磁通计计引入的的不确定定度 取取自磁通通计的检检定证书书。扩展展不确定定度 UU=0.2%，kk=3=00.06667%0.0067%b) 数字温温度计引引入的不不确定度度校准证书书表明其其不确定定度为00.200，置信信水准为为99%。从校准证证书上得得知：该该类不确确定分量量的分布布与正态态分布有有关。查查表可知知=2.58

17、， =0.07775 自自由度 c) 尺寸测测量时千千分尺引引入的不不确定度度 检检定证书书表明：示值误误差在(025)mm测测量范围围内不超超过2，可以以认为22为其分分布区间间的半宽宽a，而而且可以以估计是是矩形分分布，其其标准不不确定度度为：=1.115=0.0000112 ccm d) 测量线线圈引入入的不确确定度校准证书书表明：U=00.3% kk=2，则则=e) 测测量重复复性 对钕铁硼硼样品GGN1进进行100次独立立测量，实实验结果果及A类类不确定定度如下下：表1 测量量结果及及标准不不确定度度分量测量i测 得 值 (T)残差 (kOOe)残差 (kOee)残差 (MGGO)残

18、差11.37700.000414.2210.02213.0000.04444.2240.29921.3664-0.000214.119012.995-0.00143.887-0.00831.3665-0.000114.2210.02212.995-0.00143.889-0.00641.3666014.2200.01112.996043.9960.01151.3665-0.000114.2210.02212.996043.990-0.00561.3665-0.000114.119012.9980.02244.0030.08871.37720.000614.119013.0010.05544.3

19、330.38881.3663-0.000314.118-0.00112.991-0.00543.775-0.22091.3665-0.000114.116-0.00312.996043.993-0.002101.3660-0.000614.117-0.00212.993-0.00343.663-0.332平均值1.366614.11912.99643.9950.00001005 0.000270.000810.3990.000340.011730.033000.200820.0881%0.044%0.077%0.155%自由度93. 剩剩磁的测测量不确确定度3.1 剩磁测测量的标标准不确确定度

20、： (1) (2)从(1)式和(2)式式可得出出：= (3)其中：-磁通通值 NN-JJ测量线线圈的匝匝数 SS-被测测试样的的截面积积 dd-被被测试样样的直径径由于只取取有限有有效位导导致的修修约误差差可以通通过适当当的有效效位而使使这个误误差小到到可略为为不计，从从而可使使的不确确定度接接近为零零处理。NN是一个个固定的的常数，其其不确定定度为零零。和是彼此此独立的的两个分分量，由由公式可得合成成相对标标准不确确定度为为：=0.0711%由于和的的自由度度均为，则则以上分量量相互独独立，由由不确定定度传递递公式可可得的合合成相对对不确定定度分别别为：=0.36%35122 设按考虑，则则

21、3.2 Brr扩展不不确定度度的确定定 按p=95%，kk=2，故故，取则的测量量不确定定度为： （kk=2，pp=955%）4. 矫顽力力的测量量不确定定度4.1根根据定义义，矫顽顽力是通通过测量量磁场强强度而得得到的，而而磁场强强度的测测量是使使用空心心探测线线圈和积积分器并并通过公公式（44）测得得的： (4)式中：HH-磁场场强度-磁通量量 NSS-线线圈常数数矫顽力的的测量不不确定度度与磁场场强度的的测量不不确定度度相等。和NS是彼此独立的两个量，因此的合成相对标准不确定度为： = =00.355%设按考虑虑，则4.2 和扩展不不确定度度的确定定按p=995%，故， 则：的测量不不确

22、定度度为： （k=2，pp=955%）由于的确确定方法法与相同同，因此此，与的测量量不确定定度也相相同。5. 磁磁能积的的测量不不确定度度 评定定方法同同上=0.552% 磁能能积的扩扩展不确确定度： (k=22，p=95%)表2 测测量不确确定度一一览表符号来源类型不确定度度概率分布布包含因子子标准不确确定度灵敏系数数自由度磁通计B0.200%正态30.0667%1温度测量量B0.200正态2.5880.344%1尺寸测量量B均匀0.122%1测量线圈圈B0.300%正态30.155%1u(BHH)测量重复复性A0.366%0.35%0.335%0.522%正态20.088% 00.044%0.077%0.155%196. 测测量结果果报告：温度系数数的测量量不确定定度分别别为： UU=0.80% (k=2)： U=0.770% (k=22)14