本标准等同采用IEC 60404-3:2000《用单片测试仪测量电工钢片(带)磁性能的方法》(英文版)。本标准代替GB/T 13789-1992《单片电工钢片带磁性能测量方法》；本标准给出了用单片测试仪测量电工钢片(带)磁性能的通则和技术细节。本标准规定的单片测试仪适用于测量各种类型电工钢片(带)制成的试样，适用于在规定的磁极化强度峰值和频率以及感应电压为正弦波形的状态下测定磁性能。本标准与GB/T 13789-1992相比，主要内容变化如下：———按国际标准变更标准名称；———按国际标准重新编排结构；———取消原标准第５章“取样”；———取消原标准第６章和第７章用互感法测定励磁场场强的相关内容；———原标准第７．３．４“波形因素修正”的内容转换成附录Ｄ；———取消原标准的第９章“装置的检定”；———原标准的第８章“等效磁路长度”的内容转换成附录Ｂ；———增加附录Ａ、附录Ｂ、附录Ｃ、附录Ｄ、附录Ｅ。 GB/T 13789-2008 用单片测试仪测量电工钢片(带)磁性能的方法 GB/T13789-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 77.040,99
中华人民共和国国家标准
GB/T13789—2008/IEC60404-3:2002代替GB/T13789--1992
用单片测试仪
测量电工钢片（带）磁性能的方法Methods of measurement of the magnetic properties of magneticsheet and strip by means of a single sheet tester（IEC60404-3:2002.IDT）
2008-10-10发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-05-01实施
GB/T13789-2008/IEC60404-3:2002前言
规范性引用文件
测量原理
磁导计
空气磁通补偿
4比总损耗的测定
4.1测量原理
4.2仪器
4.3测量步骤
5磁场强度、励磁电流、磁极化强度的峰值和比视在功率的测定5.1
测量原理
5.3测量步骤
磁性能的测定
5.5再现性
6测试报告
附录A(规范性附录）
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
附录D(资料性附录)
附录E(资料性附录)
关于磁轭制作的技术要求
单片磁导计相对于爱泼斯坦方圈的校准取向电工钢爱泼斯坦方圈法与单片法的关系波形因数修正
无取向电工钢爱泼斯坦方圈法与约定磁路长度单片法的关系9
GB/T13789—2008/IEC60404-3:2002本标准等同采用IEC60404-3：2002《用单片测试仪测量电工钢片（带）磁性能的方法》（英文版）。为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改：-“本部分”（指IEC60404第3部分）一词改为“本标准”；-用小数点“，”代替作为小数点的逗号“，”；.删除了国际标准的前言；
规范性引用文件按对应的国家标准作了变更：.一重新编排图片的位置；
增加第6章“测试报告”；
-增加附录D和附录E。
本标准代替GB/T13789-1992《单片电工钢片带磁性能测量方法》；本标准与GB/T13789一1992相比，主要内容变化如下：-按国际标准变更标准名称；
按国际标准重新编排结构；
一取消原标准第5章“取样”；
取消原标准第6章和第7章用互感法测定励磁场场强的相关内容；一-原标准第7.3.4“波形因素修正”的内容转换成附录D；一取消原标准的第9章“装置的检定”；一原标准的第8章“等效磁路长度”的内容转换成附录B；-增加附录A、附录B、附录C、附录D、附录E。本标准的附录A为规范性附录，附录B、附录C、附录D和附录E为资料性附录。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会归口。本标准起草单位：宝山钢铁股份有限公司、武汉钢铁（集团）公司、冶金工业信息标准研究院。本标准主要起草人：李建龙、李和平、周星、冯超、任翠英、杨春甫、齐福荣。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T 13789--1992.
1范围
用单片测试仪
GB/T13789—2008/IEC60404-32002测量电工钢片（带）磁性能的方法本标准给出了用单片测试仪测量电工钢片(带）磁性能的通则和技术细节。本标准在工频条件下适用于：
a）晶粒取向电工钢片（带)：
在1.0T～1.8T磁极化强度的峰值下测量：比总损耗；
比视在功率；
一磁场强度的有效值。
在不高于1000A/m的磁场强度的峰值下测量：磁极化强度的峰值；
磁场强度的峰值。
b）无取向的电工钢片（带）：
在0.8T～1.5T磁极化强度的峰值下测量：—比总损耗；
——比视在功率；
励磁电流的有效值。
在不高于10000A/m的磁场强度的峰值下测量：…一磁极化强度的峰值；
磁场强度的峰值。
本标准规定的单片测试仪适用于测量各种类型电工钢片（带）制成的试样，适用于在规定的磁极化强度峰值和频率以及感应电压为正弦波形的状态下测定磁性能。测量在环境温度23℃士5℃下进行，测试前试样应先退磁。注：本标准所使用的“磁极化强度”，在其他相关标准中，有使用“磁通密度”和“磁感应强度”的情况。在常规的测量条件下，上述不同定义的物理量之间的量值差别可以忽略。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注目期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T3655用爱泼斯坦方圈测量电工钢片（带）磁性能的方法（GB/T3655一2008，IEC60404-2：1996,Magnetic materials-Part 2:Methods of mcasurement of magnetic properties of electrical steelsheetand stripbymeansofanEpsteinframe,MOD)GB/T19289电工钢片（带）的密度、电阻率和叠装系数的测量方法（GB/T19289:--2003，IEC60404-13:1995,Magneticmaterials—Part13:Methods of measurcment of dcnsity,resistivity and stac-kingfactor of electrical steel shcet and strip,MOD)1
GB/T13789—2008/IEC60404-3:20023通则
3.1测量原理
将一块电工钢片试样放人两个线圈内：外部的初级绕组（磁化绕组）；内部的次级绕组（感应电压绕组）。两个相同磁轭是闭合磁路的组成部分，磁轭的横截面积比试样的横截面积大得多（见图1)。线图
图1试验装置示意图
为了使上部磁轭在试样上的压力对测量的影响减至最小，如3.2.1所述，应配备悬挂装置，以平衡该磁轭的部分重量。
环境温度的变化应保持在一定的范围内，防止因热胀冷缩在试样中产生应力。3.2磁导计
3.2.1磁轭
每个U形磁轭都由多片绝缘的取向硅钢或镍铁合金制成，它应有低的磁阻，并且在磁极化强度1.5T和频率50Hz的情况下其比总损耗不大于1.0W/kg，应按附录A的要求制造。为了减小涡流的影响，并使磁通在磁轭内的分布均匀，磁轭应由一对C型磁芯或粘结的叠积式磁芯构成，在叠片的情况下，拐角处应按交叠方式对接（见图1）。磁轭的磁极面宽度应为25mm士1mm。每个磁轭的两个磁极面应是共面的，其公差要在0.5mm以内。两磁轭的相对极面之间在任意点的间隙都不得超过0.005mm，并且为了避免在试样中引起机械应力两个磁轭都应该是刚性的。每个磁轭的高度应在90mm和150mm之间。每个磁轭的宽度应为500mm士5mm，内侧长度为450mm士1mm（见图2）。
90mm~150
图2磁轭尺寸图Www.bzxZ.net
注：若有测量结果的可比性验证，也可使用其他的磁轭尺寸。GB/T13789--2008/IEC60404-3:2002450mm
在磁轭竖直臂之间应有放置试样的非导电无磁性的支撑物。该支撑物应放在与磁极面共面的中心位置，以便试样直接与极面接触并且中间无任何间隙。上部磁轭应能向上移动以便插入试样。插人试样后，上部磁轭应与下部磁轭准确地闭合。上部磁轭的悬吊应平衡其部分重量，并使试样受到的力在100N和200N之间。注：对于无取向的材料，为了只测量一个试样，选择方形的磁轭。将试样转90°就可以测定轧制方向和垂直于轧制方向的特性。
3.2.2绕组
初级和次级绕组至少应长440mm并绕制在不导电的非磁性矩形框架上。框架的尺寸如下：
长度：445mm±2mm；
内部宽度：510mm士1mm；
--内部高度：5-2mm；
高度：≤15mm。
初级绕组可以如下制作
由5个或5个以上相同尺寸和相同匝数的线圈并联，并在整个长度上缠绕（见图3）。例如：5个线圈，每个线圈可以用直径为1mm的铜线绕400匝，共绕5层。m
图3初级绕组的5个线圈连接示意图或者用一个在整个长度上连续均匀缠绕的绕组制成。例如：这种绕组可以用直径为1mm的铜线绕400匝，绕成一层或多层。次级绕组的匝数取决于测量仪器的特性。3.3空气磁通补偿
对空气磁通的影响应进行补偿。这可以通过互感线圈来实现。互感线圈的初级绕组与磁导计的初级绕组串联，而互感线圈的次级绕组与磁导计的次级绕组反向串联。3
GB/T13789--2008/IEC60404-3:2002互感值的调整方法为：当测试装置中无试样时，在初级绕组中通一交流电，使在次级绕组非公共端间测量的电压不大于磁导计次级绕组本身电压的0.1%。这样，在串联的次级绕组中感应电压整流后的平均值与试样中磁极化强度的峰值成正比。3.4试样
试样的长度不宜小于500mm。虽然位于磁极面外的试样部分对测量的影响可以忽略，但此部分的长度取决于试样放人和取出是否方便，试样的长度不宜过长。试样的宽度应尽可能宽，最宽可以等于磁轭的宽度。为尽量保证测量的准确，试样的最小宽度不应小于磁轭宽度的60%。剪切好的试样不能有明显的毛刺或机械变形。试样应平直，在剪切时，以剪切好的试样的边缘作为基准方向，基准方向与轧制方向之间的夹角允许有下述公差：--对于晶粒取向钢片为士1°；
对于无取向的钢片为士5；
一对于无取向的钢片，应取两个试样，一个平行于轧制方向，而另·个垂直于轧制方向。若试样是正方形的，则仅需要取一个试样。3.5电源
电源应具有低内阻和高度稳定的电压和频率。在测量时，电压和频率应保持恒定在士0.2%之内。此外，次级感应电压的波形应尽可能保持正弦。最好保持次级电压的波形因数在（1.111士1）%之内。这可以通过各种方法达到，例如用电子反馈放大器。4比总损耗的测定
4.1测量原理
带有试样的单片测试仪相当于--个空载变压器，其总损耗用图4所示的电路测量。A
.一测量平均整流电压；
测量有效值电压；
互感线圈；
试样框架。
图4测定比总损耗的电路原理图
4.2仪器
4.2.1电压测量
4.2.1.1平均值电压表
测量装置的次级整流电压应使用平均值电压表测量。优先选用的仪表是具有准确度为士0.2%的数字电压表。
注：这种类型的仪表通常按1.111乘整流的平均值分度。GB/T137892008/IEC60404-32002次级回路中的负载应尽可能小。因此，平均值电压表的内阻至少应为1000Q2/V。4.2.1.2有效值电压表
应使用能测量有效值的电压表，优先选用的仪表是具有准确度为士0.2%的数字电压表。4.2.2频率测量
应使用准确度为土0.1%的频率计。4.2.3功率测量
应使用在有效功率因数和峰值因数下，准确度为士0.5%或更好的功率表测量功率。功率表电压回路的电阻，在所有量程内都应至少为1002/V。必要时，应从指示的损耗值减去次级回路的损耗。
功率表电压回路的直流电阻至少应为其本身电抗的5000倍，除非功率表对它的电抗进行了补偿。如果在这个电路里包括电流测量仪表，在调整次级电压和测量损耗时，该仪表应短路。4.3测步骤
4.3.1测量准备
测量试样长度的误差在土0.1%内，测定试样质量的误差在土0.1%内。装人试样并使其处在测试线圈纵横轴的中心，放下被部分平衡的上部磁轭。测量前试样应通过慢慢减小交变磁场的方法进行退磁，这个退磁场要比被测量值高。4.3.2电源调整
调整电源，使次级整流电压的平均值为：式中：
IU,=:4fN+R+
次级整流电压的平均值，单位为伏(V)；试样的横截面积，单位为平方米（m）；磁导计的次级绕组的匝数；
R.-次级回路中仪器的总电阻，单位为欧姆（)；R.
磁导计的次级绕组和互感线圈的次级绕组的串联电阻，单位为欧姆(Q)；频率，单位为赫兹（Hz)；
磁极化强度的峰值，单位为特斯拉(T)。横截面积A由式(2)给出：
式中：
试样的质量，单位为千克(kg)；-试样的长度，单位为米（m）;
Pm一试样的材料密度的约定值，或采用GB/T19289方法的测定值，单位为千克每立方米(kg/m2）。4.3.3测量
4.3.3.1确认初级回路电流表的数值（如果有电流表的话），以保证功率表的电流不过载。然后将电流表短路并重新调整次级电压。
确认次级电压的波形，并读取功率表的示值。比总功率损耗按式(3)计算：P,=[P_
(1. 111 ×IU, I)7
式中：
P.--试样的比总功率损耗，单位为瓦每千克(W/kg)；·（3）
GB/T13789—-2008/IEC60404-3:2002P-—功率表测量的功率，单位为瓦(W)；N·-初级绕组的匝数；
N2——次级绕组的匝数；
R；·次级回路中仪表的总电阻，单位为欧姆(2)；IU,I--—次级整流电压的平均值，单位为伏(V);m
试样的质量，单位为千克（kg）；试样的长度，单位为米（m）；
约定的磁路长度，单位为米（m)（lm二0.45m）。注1：有研究表明，不同材料和磁极化强度值对应的有效磁路长度的平均值与磁轭的内部长度相当。对推荐的500mm×500mm试样的磁导计而言，有效磁路长度约定为0.45m，注2：长期以来，习惯通过以爱泼斯坦方圈法的比总功率损耗测量结果为基础来标定测量设备的有效磁路长度。具体标定过程参见附录B，
4.3.3.2对无取向电工钢，其产品标准中规定的比总损耗值，即报告值应为平行于轧制方向和垂直于轧制方向的两个测量结果的平均值。如有其他用途，平行和垂直轧制方向的比总损耗值应分别报告。4.3.4再现性
本标准方法使用上述测量装置，其测量结果的再现性用相对标准偏差来表示，对于晶粒取向电工钢为1%，对于无取向电工钢为2%。5磁场强度、励磁电流、磁极化强度的峰值和比视在功率的测定本条款规定了下述特性的测试方法：—励磁电流的有效值I；
磁场强度的峰值H;
·磁极化强度的峰值J；
比视在功率Ss
5.1测量原理
5.1.1磁极化强度的峰值
磁极化强度的峰值由按照4.2.1所测量的次级整流电压平均值计算出。图5测定励磁电流有效值的电路原理图5.1.2励磁电流的有效值
励磁电流的有效值应通过图5所示电路中的有效值电流表测量。5.1.3磁场强度的峰值
磁场强度的峰值应由初级电流的峰值I得出。按照图6所示，用一只峰值电压表测量已知精密电阻器R.两端的电压降来确定1。
5.2仪器
5.2.1平均值电压表
GB/T13789—2008/1EC60404-3:2002图6测量磁场强度峰值电路原理图测量装置的次级整流电压应使用平均值电压表测量。优先选用的仪表是具有准确度为土0.2%的数学电压表。
注：此类仪表通常以整流的平均值乘以1.111来分度。次级回路中的负载应尽可能小。因此，平均值电压表的内阻至少应为1000Q/V。5.2.2电流测量
初级电流的有效值用准确度为士0.5%或更好的低阻抗的有效值电流表测量（见图5），或者用精密电阻器和有效值电子电压表测量（见图6）。5.2.3峰值电流测量
电阻器（见图6)两端的峰值电压用一只指示峰值的高灵敏度电子电压表或者用校准的示波器测量。所使用的仪表，其满量程的误差应在土3%以内。5.2.4电源
电源应符合3.5的规定。
5.2.5电阻器R
图6所示的方法，要求一已知电阻值且准确度在士0.5%之内的精密无感电阻器。该电阻器的选择取决于峰值电压表的灵敏度。为减小感应电压波形的畸变，该电阻值不应超过12。5.3测重步骤
5.3.1测量准备
测量试样长度的误差在士0.1%内，测定试样质量的误差在土0.1%内。装入试样并使其处在测试线圈纵横轴的中心，放下被部分平衡的上部磁轭。测量前试样应通过慢慢减小交变磁场的方法进行退磁，这个退磁场要比被测量值高。5.3.2测量
通常测定单个或-组磁极化强度值和磁场强度(H或H)值。如果规定了磁场强度而需要测定磁极化强度，则应按下面的方式调整初级电流以获得所需的磁场强度，然后在平均值电压表上读出单片测试仪的次级电压（见4.3.2）。同样，如果规定了磁极化强度而需要测定磁场强度，则应按4.3.2所述调整次级电压到规定的值。测量H时，初级电流有效值需从图5的所示电路的电流表中读出，或按照图6的电路中的电压表的读数得出。
测量H时，电阻器R，两端的电压降峰值应在峰值电压表上读出。5.3.3无取向电工钢
对无取向电工钢，其产品标准中规定的磁极化强度的峰值J应为平行于轧制方向和垂直于轧制方向的两个测量结果的平均值。如有其他用途或用于测量比视在功率和励磁电流的有效值时，平行和垂直轧制方向的测量值应分别报告。7
GB/T13789—2008/IEC60404-3:20025.4磁性能的测定
5.4.1J值的测邀
磁极化强度的峰值由式(4)给出：I
U应由电压表读数修正后得到，修正系数为：Rv+R2
式中：
次级整流电压的平均值，单位为伏(V)；
试样的横截面积，单位为平方米（m2）；R2-次级线圈的内阻，单位为欧姆（Q)；N2--次级绕组的匝数；
电压表的内阻，单位为欧姆(2)；--磁极化强度的峰值,单位为特斯拉(T);频率，单位为赫兹(Hz)。
5.4.2H的测定
（4）
通过初级电流的有效值来计算磁场强度的有效值，初级电流有效值按照图5所示电路的电流表的读数得出，或按照图6所示电路的电压表的读数得出。Ni
式中：
H-磁场强度的有效值,单位为安培每米(A/m)；N··初级绕组的匝数；
lm一约定的有效磁路长度，单位为米（m)（tm=0.45m)；i...-初级电流的有效值，单位为安培(A)。测定出若干组了和的值后，可以绘出了对于H的磁化曲线。5.4.3H的测定
磁场强度的峰值应由U.的峰值电压表读数计算：NLu.
式中：
H-.-磁场强度的峰值，单位为安培每米(A/m)；R，——图6中精密电阻器的电阻值,单位为欧姆(Q)；U..…--R.两端的峰值电压降，单位为伏特(V)。注：幅值磁导率表示为：
5.4.4Ss的测定
视在功率由下式得出：
.（5）
（6）
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