ГОСТ 8.268-77
Группа Т86*
__________________________
* В указателе "Национальные
стандарты" 2005 г. группа Т86.8. -
Примечание "КОДЕКС".
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Государственная система обеспечения единства измерений
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ СТАТИЧЕСКИХ
МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТОТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
State system for ensuring the uniformity of measurements.
The method of carrying out measurements for determination of static magnetic
characteristics of hard magnetic materials
Дата введения 1979-01-01
РАЗРАБОТАН Харьковским государственным научно-исследовательским институтом метрологии (ХГНИИМ)
Директор В.В.Кандыба
Руководитель темы В.И.Зингерман
Исполнители: В.И.Зингерман, М.И.Гробовицкий, М.А.Артемова
ВНЕСЕН Управлением метрологии Госстандарта СССР
Начальник Управления В.И.Кипаренко
ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом метрологической службы Госстандарта СССР (ВНИИМС)
Директор Н.Г.Рамбиди
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23 ноября 1977 года N 2741
ВЗАМЕН ГОСТ 13601-68
Настоящий стандарт распространяется на магнитотвердые материалы (литые, металлокерамические и ферриты) с коэрцитивной силой по индукции от 20 до 300 кА/м и устанавливает методику выполнения измерений при определении кривой размагничивания, остаточной индукции, коэрцитивной силы и произведения
Требования настоящего стандарта должны применяться в стандартах, устанавливающих технические требования к магнитотвердым материалам.
1. ОБРАЗЦЫ
1.1. Порядок отбора образцов, их число и подготовка к измерениям должны быть указаны в нормативно-технической документации на испытуемые магнитотвердые материалы.
1.2. Образцы должны иметь форму прямоугольных параллелепипедов или цилиндров со всеми прошлифованными поверхностями. Для ферритов допускается форма колец.
1.3. Образцы должны иметь следующие размеры:
длина в направлении намагничивающего поля - не менее 4 мм и не более диаметра круглого полюсного наконечника или наименьшего из размеров торцевой поверхности прямоугольного полюсного наконечника намагничивающего устройства;
сторона прямоугольника или диаметр поперечного сечения образца - не менее 5 мм и не более значения, определяемого соотношением
Для образцов в форме колец соотношения внешнего и внутреннего диаметров кольца должны быть такими, при которых площадь поперечного сечения не менее 0,2 см
.
1.4. Поперечное сечение по всей длине образца должно быть неизменным. Расхождение между значениями площади поперечного сечения в трех местах по длине образца (в центре и вблизи каждого из торцов) не должно превышать 1% значения площади поперечного сечения в той части, к которой прилегает преобразователь устройства для измерения напряженности магнитного поля.
1.5. Непараллельность торцевых поверхностей образца не должна превышать 0,02 мм.
Неперпендикулярность торцевых поверхностей образца относительно его оси не должна быть более 0,05 мм на 1 мм линейного размера торцевой поверхности.
Параметр шероховатости торцевых поверхностей
1.6. Образцы не должны иметь внешних дефектов на торцевых поверхностях. Допускаются одиночные выломы на ребрах глубиной не более 0,5 мм.
Для образцов в форме колец допускается прорезь на торцевой поверхности глубиной не более 1 мм и шириной не более 1,5 мм для выводов обмотки, размещенной на внутренней цилиндрической поверхности.
2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И АППАРАТУРА
2.1. Магнитные характеристики и параметры образцов определяют на установках, содержащих устройства для намагничивания и размагничивания образца, измеритель напряженности магнитного поля и устройство для измерения магнитной индукции.
2.2. В качестве устройств для намагничивания и размагничивания образца применяют электромагниты. Магнитопровод электромагнита и образец должны составлять замкнутую ферромагнитную цепь. Допускается применять устройства, в которых магнитопровод и образец составляют неполностью замкнутую ферромагнитную цепь. Условия применения таких устройств должны быть указаны в стандартах, устанавливающих требования к магнитотвердым материалам.
2.2.1. Конструкция полюсных наконечников электромагнита должна обеспечить возможность плотного зажатия образца без его повреждения. Полюсные поверхности наконечников должны быть плоскими.
Неплоскостность в пределах центральной части, ограниченной окружностью диаметров, равным половине диаметра круговой полюсной поверхности наконечника или половине торцевого размера прямоугольной полюсной поверхности наконечника, не должна превышать в установках для определения магнитных характеристик литых и металлокерамических материалов - 0,01 мм, ферритов - 0,02 мм.
2.2.2. Намагничивающие катушки электромагнита и источники тока должны быть выбраны так, чтобы создаваемые в межполюсном пространстве намагничивающие поля при испытании образцов заданной длины, обеспечивали получение предельной петли гистерезиса.
Значения напряженности намагничивающего поля определяют экспериментально. Достаточным считается такое экспериментально определенное значение напряженности намагничивающего поля
2.2.3. Намагничивание образцов должно осуществляться магнитным полем, создаваемым постоянным, импульсным или плавно меняющимся током.
2.2.4. Приборы и устройства, входящие в установки, в которых магнитопровод электромагнита и образец составляют замкнутую ферромагнитную цепь (см. черт.1 и 2), должны удовлетворять следующим требованиям:
источники питания должны иметь мощность и стабильность, при которых изменение тока в намагничивающих катушках не превышает 0,2% в 1 мин;
коэффициент переменной составляющей тока в намагничивающих катушках не должен превышать 3%;
регулирующие устройства должны обеспечивать возможность регулирования тока до значений, соответствующих максимальному намагничиванию образцов. При значениях тока, соответствующих напряженности магнитного поля более 10%
амперметры, применяемые для градуировки баллистических гальванометров и веберметров, должны иметь класс точности не ниже 0,2 по ГОСТ 8711-60;
магазины сопротивлений, применяемые для регулирования чувствительности гальванометров, должны иметь класс точности не ниже 0,2 по ГОСТ 7003-74;
образцовая катушка взаимной индуктивности должна быть мерой 2-го разряда по ГОСТ 8.123-74 и иметь коэффициент взаимной индуктивности с номинальными значениями 0,01 или 0,001 Г, определенный с погрешностью не более 0,2%.
магнитной индукции;
реостаты;
гальванометр или веберметр;
Черт.1
катушка;
Черт.2
2.2.5. Установки, в которых магнитопровод электромагнита и образец составляют замкнутую ферромагнитную цепь и для намагничивания и размагничивания используют плавно меняющееся магнитное поле, могут иметь принципиальную схему, приведенную на черт.3, 4.
Черт.3
Черт.4
2.2.6. Намагничивающие устройства с магнитной цепью, неполностью замкнутой ферромагнитным магнитопроводом, выполняют с зазорами между полюсными поверхностями наконечников и образцом (см. черт.5).
1 - магнитопровод; 2 - намагничивающие катушки электромагнита; 3 - изоляционные прокладки;
4 - ферромагнитный преобразователь Холла для измерения магнитной индукции;
5 - преобразователь Холла для измерения напряженности магнитного поля; 6 - образец
Черт.5
2.3. В качестве средств для измерения напряженности магнитного поля применяют измерительные катушки или потенциалометрические катушки жесткой конструкции, присоединяемые к баллистическому гальванометру или веберметру, или измерители с преобразователями Холла.
2.3.1. Длина измерительной катушки в направлении поля не должна превышать 50% длины испытуемого образца. Ширина катушки, перпендикулярная направлению поля, не должна превышать 70% ширины грани образца. Число рядов намотки должно быть четным. Концы проводов должны быть свиты вместе. Постоянная измерительной катушки (
2.3.2. Ширина потенциалометрической катушки не должна превышать 70% ширины грани образцов. Расстояние между внешними сторонами витков на ножках потенциалометрической катушки не должна превышать 50% длины образцов. Постоянная потенциалометрической катушки (
2.3.3. Баллистический гальванометр должен иметь период собственных колебаний не менее 15 с, постоянную - не более 10
2.3.4. Основная приведенная погрешность аналогового показывающего веберметра должна быть не более 1,5%, мультипликативная составляющая основной погрешности цифрового веберметра должна быть не более 1% измеряемого значения. Основная статическая приведенная погрешность самопишущего веберметра должна быть не более 0,5%.
2.3.5. Постоянную измерительной или потенциалометрической катушки и чувствительность баллистического гальванометра или веберметра выбирают так, чтобы при напряженности поля, равной коэрцитивной силе
2.3.6. Основная статическая относительная погрешность измерителя напряженности магнитного поля с преобразователем Холла при измерении значения напряженности магнитного поля, равного коэрцитивной силе по индукции образцов, не должна превышать 2,5% измеряемого значения.
2.3.7. Активный размер пластины преобразователя Холла - не более 1,5х1,5 мм.
2.4. В качестве средств для измерения магнитной индукции в устройствах, в которых образец с электромагнитом образует замкнутую ферромагнитную цепь, применяют измерительные обмотки, охватывающие образец и присоединяемые к баллистическому гальванометру или веберметру.
2.4.1. Число витков измерительной обмотки и чувствительность баллистического гальванометра или веберметра выбирают так, чтобы при измерении остаточной индукции
2.4.2. Для ферритов допускается измерять намагниченность с коаксиальной измерительной катушкой. Внешний диаметр коаксиальной катушки не должен быть более 0,8
Уровень нескомпенсированного сигнала катушки при отсутствии образца и напряженности магнитного поля, равной значению коэрцитивной силы по индукции, не должен быть более 1% значения остаточной индукции. Пример схемы включения и расположения секций катушки приведен на чертеже рекомендуемого приложения 2.
2.4.3. Требования к баллистическому гальванометру - по п.2.3.3.
2.4.4. Требования к веберметрам - по п.2.3.4.
2.4.5. При измерении магнитной индукции у торца образца (см. черт.5) применяют два ферромагнитных преобразователя Холла, которые располагают в зазорах между полюсными наконечниками электромагнита и образцом. Суммарный немагнитный зазор с каждой стороны образца не должен превышать 0,25 мм.
2.4.6. Измеритель магнитной индукции с ферромагнитными преобразователями Холла, применяемый в устройствах с магнитной цепью, неполностью замкнутой ферромагнитным магнитопроводом, должен обеспечивать погрешность измерений, не превышающую значения, указанные в п.5.14.
3. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ
3.1. Перед установкой образца в устройства, в которых образец с электромагнитом образует замкнутую ферромагнитную цепь, определяют площадь поперечного сечения образца измерением линейных размеров с последующим вычислением. Погрешность измерений линейных размеров не должна превышать 0,2%.
3.2. При измерениях в устройствах, в которых образец с электромагнитом составляет замкнутую ферромагнитную цепь, на образце размещают измерительную обмотку. Измерительную обмотку располагают симметрично относительно торцевых полюсных поверхностей образца. Несимметричность не должна быть более 1 мм. Расстояние от поверхности образца до внешней стороны проводников измерительной обмотки не должно превышать 0,3 мм. Отводящие провода должны быть свиты.
При измерении магнитного поля преобразователем Холла, центр которого при помещении преобразователя Холла над измерительной обмоткой для определения индукции оказывается на расстоянии, большем 1,5 мм от боковой поверхности образца литых и металлокерамических материалов и 2,5 мм от боковой поверхности феррита, измерительную обмотку разделяют на две части с одинаковым числом витков и размещают их симметрично сторонам преобразователя Холла, а преобразователь Холла располагают так, чтобы расстояние его центра от поверхности образца не превышало 1,5 мм для литых и металлокерамических материалов и 2,5 мм - для ферритов.
3.3. Образец с измерительной обмоткой устанавливают в электромагните и плотно зажимают полюсными наконечниками электромагнита. Измерительную обмотку подключают к баллистическому гальванометру или веберметру. Для образцов длиной от 4 до 15 мм баллистические гальванометры допускается применять только при измерении магнитной индукции по п.4.1.5.3.
3.4. Измерительную катушку располагают на боковой поверхности образца симметрично относительно полюсных поверхностей электромагнита так, чтобы ее ось совпадала с направлением магнитного поля. Отклонение оси катушки от направления магнитного поля не должно превышать 4°. Расстояние
1 - полюсные наконечники электромагнита; 2 - измеритель напряженности магнитного поля; 3 - образец;
Черт.6
3.5. Потенциалометрическую катушку располагают так, чтобы крайние ее витки по всему их периметру находились на расстоянии не более 1,5 мм от боковой поверхности образца литых и металлокерамических материалов и не более 2,5 мм - для ферритов.
3.6. Пластину преобразователя Холла располагают у поверхности образца симметрично относительно полюсных поверхностей электромагнита, перпендикулярно к направлению магнитного поля. Неплоскость пластины от направления, перпендикулярного к оси образца, не должно превышать 4°. Расстояние
3.7. Значения магнитной индукции и напряженности магнитного поля в любой точке кривой размагничивания при намагничивании постоянным током определяют после предварительной магнитной подготовки, производимой не менее чем трехкратной коммутацией тока, создающего максимальное намагничивание.
3.8. При использовании импульсного намагничивания для магнитной подготовки образец намагничивают полем, создаваемым импульсным током, затем изменяют направление импульсного тока, и образец перемагничивают повторным импульсом тока. Такую операцию повторяют не менее трех раз.
3.9. При использовании плавно меняющегося тока или магнитной подготовки образец перемагничивают двумя циклами изменения тока.
3.10. Температура образцов при испытаниях должна быть от 10 до 35 °С для литых и металлокерамических материалов и от 15 до 25 °С - для ферритов.
3.11. Измерения должны выполнять операторы, аттестованные в порядке, установленном руководством предприятия.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
4.1. Определение кривой размагничивания в устройствах, в которых образец и магнитопровод образуют замкнутую ферромагнитную цепь.
4.1.1. Кривую размагничивания, остаточную магнитную индукцию и коэрцитивную силу следует определять с использованием:
постоянного тока по пп.4.1.2-4.1.7 (см. черт.1);
импульсного намагничивания по пп.4.1.2, 4.1.3, 4.1.8 и 4.1.9 (см. черт.2);
перемагничивания образцов плавно меняющимся током по п.4.1.10 (см. черт.3 и 4).
4.1.2. При измерении магнитных параметров и определении магнитных характеристик образцов на установках по схемам, приведенным на черт.1 и 2, и использовании для измерения напряженности магнитного поля измерительных катушек напряженность магнитного поля определяют по величине отклонения указателя гальванометра или веберметра, подключенного к измерительной или потенциалометрической катушке, при удалении катушки от поверхности образца в такое место, где магнитное поле в направлении оси образца не превышает 0,08 кА/м.
4.1.3. При намагничивании постоянным током для определения магнитной индукции в любой точке кривой размагничивания предварительно измеряют магнитную индукцию, соответствующую максимальной напряженности намагничивающего поля (см. п.2.2.2). Для этого в намагничивающей обмотке электромагнита устанавливают ток, создающий необходимую максимальную напряженность магнитного поля, коммутируют ток не менее трех раз, затем измеряют значения максимальной магнитной индукции. Значение максимальной магнитной индукции определяют по отклонению указателя баллистического гальванометра или веберметра, подключенного к измерительной обмотке, намотанной на образце, при изменении направления намагничивающего тока и неизменном его значении. Значение тока при изменении направлений не должно отличаться более чем на 0,5% установленного значения.
Максимальную магнитную индукцию
4.1.4. Остаточную индукцию
При определении остаточной магнитной индукции напряженность остаточного магнитного поля при отсутствии тока не должна превышать 0,4 кА/м. Если напряженность поля больше, то необходимо скомпенсировать остаточное поле, для чего скачкообразно изменяют ток до значения, при котором напряженность магнитного поля не будет превышать 0,4 кА/м. Допускается остаточную магнитную индукцию определять линейным интерполированием между двумя точками участка предельной петли гистерезиса, соответствующими положительному и отрицательному значениям напряженности магнитного поля, не более 5%
4.1.5. Значения магнитной индукции в любой точке кривой размагничивания определяют одним из способов, приведенных ниже.
4.1.5.1. В обмотке электромагнита устанавливают ток, соответствующий напряженности магнитного поля в измеряемой точке на кривой размагничивания
4.1.5.2. Для уменьшения нагрева намагничивающих катушек при большом числе измерений допускается значения магнитной индукции определять в любой точке кривой размагничивания
________________
* Соответствует оригиналу. - Примечание "КОДЕКС".
4.1.5.3. Значения магнитной индукции образцов длиной от 4 до 15 мм при любой площади поперечного сечения и образцов длиной более 15 мм при площади поперечного сечения более 5 см
В обмотке электромагнита устанавливают ток, соответствующий напряженности магнитного поля в измеряемой точке на кривой размагничивания
4.1.6. Коэрцитивную силу по индукции
я.
4.1.7. Постоянные баллистического гальванометра и веберметра определяют раздельно при включении в цепь измерительной обмотки для измерения магнитной индукции
4.1.8. Остаточную магнитную индукцию при использовании импульсного намагничивания определяют по отклонению
Длительность переднего фронта импульса намагничивающего тока должна быть не менее 2 мс. Кривая тока должна быть апериодической. Образец, предварительно намагниченный импульсным током, перемагничивают импульсом тока, имеющим направление, обратное току, создавшему первоначальное намагничивание. Изменение магнитного состояния образца в процессе первоначального намагничивания характеризуется участком 0-1-2 петли гистерезиса, а в процессе перемагничивания - участком 2-3-4-5-6 (см. черт.7).
Черт.7
4.1.9. Значения магнитной индукции
Затем по обмотке намагничивания пропускают импульс тока в направлении, обратном первоначальному, и одновременно изменяют направление постоянного тока в обмотке размагничивания без изменения его абсолютного значения. В результате этих операций изменение магнитного состояния испытуемого образца будет характеризоваться участком 2'-3-4-5-5' кривой гистерезисного цикла. Отклонение указателя баллистического гальванометра или веберметра
4.1.10. При использовании устройств с перемагничиванием плавно меняющимся током производят регистрацию петли гистерезиса на диаграммной бумаге или в цифровой записи при плавном циклическом изменении напряженности магнитного поля между равными по абсолютному значению, но противоположными по знаку максимальными напряженностями магнитного поля
4.2. Определение кривой размагничивания в устройствах с магнитной цепью, неполностью замкнутой ферромагнитным магнитопроводом.
4.2.1. При определении магнитных характеристик образец устанавливают в устройстве и намагничивают магнитным полем по п.2.2.2.
Точки кривой размагничивания, включая значения остаточной индукции и коэрцитивной силы, определяют при плавном уменьшении до нуля тока в размагничивающей обмотке, совпадающего по направлению с намагничивающим током, и последующем увеличением этого тока после изменения его направления до значения, соответствующего требуемому значению напряженности магнитного поля. Значение остаточной магнитной индукции определяют по прибору для измерения магнитной индукции при нулевом показании прибора для измерения напряженности магнитного поля, а при записи - по точке пересечения кривой с осью ординат. Значение коэрцитивной силы
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
5.1. При всех вычислениях по пп.5.2-5.11 значения
Значение
011-72.
5.2. Значение постоянной гальванометра или веберметра
где
Примечание. При всех вычислениях постоянной баллистического гальванометра, значений магнитной индукции и напряженности магнитного поля, полученных с использованием отсчетов по внешней прямолинейной шкале баллистического гальванометра, в формулах
где
где
5.3. Значение напряженности магнитного поля
где
5.4. Значение максимальной магнитной индукции
где
5.5. Значение остаточной индукции
где
5.6. Значение магнитной индукции
где
5.7. Значение магнитной индукции
где
5.8. Коэрцитивную силу по индукции
где
Значение коэрцитивной силы по намагниченности
мой
5.9. Значение остаточной магнитной индукции
где
5.10. Значение магнитной индукции
где
5.11. Значение намагниченности
5.12. При выполнении измерений по п.4.1.10 на диаграммной бумаге проводят оси координат, предварительно найдя геометрический центр фигуры, или, если это предусмотрено конструкцией устройства, по меткам
5.12.1. Значение остаточной магнитной индукции
5.12.2. Значение коэрцитивной силы по индукции
5.12.3. Значение коэрцитивной силы по намагниченности определяют по длине отрезка, отсекаемого перпендикуляром, который опускают на ось абсцисс из точки пересечения кривой размагничивания с прямой
5.13. Значение произведения
5.14. В установках, в которых образец и магнитопровод составляют замкнутую ферромагнитную цепь, при соблюдении требований настоящего стандарта погрешность измерений магнитной индукции вблизи остаточной индукции образца и погрешность измерений напряженности магнитного поля вблизи коэрцитивной силы находятся с доверительной вероятностью 0,95 в пределах ±3% для литых и металлокерамических материалов и ±5% - для ферритов. Погрешности измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля в остальных точках кривых размагничивания находятся с доверительной вероятностью 0,95 в пределах ±4% для литых и металлокерамических материалов и ±6% - для ферритов.
Погрешность определения
5.15. В установках, в которых образец и магнитопровод составляют неполностью замкнутую ферромагнитную цепь, погрешности измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля на кривых размагничивания находятся с доверительной вероятностью 0,95 в пределах ±5% при использовании показывающих приборов и ±6% при записи кривых на диаграммной бумаге. Погрешность определения
5.16. Соответствие установок требованиям п.5.14 или 5.15 следует проверять при помощи стандартных образцов магнитотвердых материалов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 14263-69. Для поверки установки должно быть использовано не менее пяти образцов, отличающихся друг от друга по форме, длине, площади поперечного сечения и магнитным свойствам.
Температура стандартных образцов при определении погрешности измерения не должна отличаться от температуры, при которой производят аттестацию образцов, более чем на 3 °С для ферритов и более чем на 5 °С для остальных материалов.
Для определения погрешности измерения поверяемой установки необходимо определять кривые размагничивания стандартных образцов. Измерения проводят не менее чем в семи точках, равномерно распределенных по кривой размагничивания. Среди этих точек должны быть точки
Черт.8
За погрешности измерительной установки принимают найденные по точкам пересечений прямых линий с кривыми размагничивания разности
Погрешность измерения произведения
6. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
6.1. Результаты измерений оформляют протоколом, в котором указывают полученные характеристики образцов, применявшуюся аппаратуру и ее характеристики, а также метод, которым определялись характеристики образцов.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
Значения напряженности намагничивающего поля, достаточные
для получения предельной петли гистерезиса
Марка материалов | Напряженность намагничивающего поля |
ЮНД4 | 240 |
ЮНД8 | 160 |
ЮНДК15 | 240 |
ЮНДК18 | 240 |
ЮН13ДК24 | 240 |
ЮН14ДК24 | 240 |
ЮН15ДК24 | 240 |
ЮН14ДК24Т2 | 300 |
ЮНДК35Т5 | 400 |
6БИ240 (1БИ) | 1000 |
16БИ190 (2БА) | 800 |
18БА220 (2,3БА) | 800 |
22БА220 (2,8БА) | 800 |
24БА210 (3БА1) | 800 |
25БА150 (3БА) | 600 |
25БА170 (3,1БА) | 650 |
28БА190 (3,5БА) | 700 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
Схема включения
для измерения намагниченности
Текст документа сверен по:
М.: Издательство стандартов, 1978