GB/T 19346.3-2021.Methods of measurement of amorphous and nanocrystalline alloys-Part 3:AC magnetic properties of Fe-based amorphous strip using a single sheet specimen.
1范围
GB/T 19346.3适用于非晶合金带材在频率不高于400Hz下的交流磁性能测量。
GB/T 19346.3给出了用单片测试仪测量非晶合金带材磁性能的基本原理和技术要求。
GB/T 19346.3规定的单片测试仪适用于在规定的频率和磁极化强度峰值且感应电压为正弦状态下,对各种类型的非晶合金带材制成的试样的交流磁性能进行测量。测量应在环境温度(23士5)°C下进行。
注1:本文件中的单片测试仪也可用于具有和非晶合金带材类似的磁性能及物理特性的其他材料的测量,如坡莫合金带材、纳米晶合金等。用单片测试仪测量电工钢带(片)磁性能的方法由IEC 60404-3规定。
注2:本文件所使用的“磁极化强度”术语详见IEC 60050-121。在早期的一些标准或出版物中,也称“磁通密度”或“磁感应强度”。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
IEC 60050-121国际电工术语第121部分:电磁学(International Electrotechnical Vocabulary- Part 121: Electromagnetism)

ICS17.220.20
CCS H 21
中华人民共和国国家标准
GB/T 19346.3—2021/IEC 60404-16:2018非晶纳米晶合金测试方法
第3部分：铁基非晶单片试样交流磁性能Methods of measurement of amorphous and nanocrystalline alloys-Part 3: AC magnetic properties of Fe-based amorphous strip using a singlesheetspecimen
(IEC 60404-16:2018,Magnetic materials-Part 16: Methods of measurement of the magnetic properties of Fe-basedamorphous strip by means of a single sheet tester,IDT)2021-04-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-11-01实施
-riKacerKAca-
规范性引用文件
术语和定义
测量方法和原埋
磁导计
测量装置
数字采样法
测量程序
测量原埋
测量准备
电源调节
6磁性能的测定
磁极化强度的测定
磁场强度的测定
6.3比总损耗的测定
6.4比视在功率的测定
检测结果的再现性
附录A（资料性）
试样形状
H线圈法
连接线
GB/T19346.3—2021/1EC60404-16:2018单片测试仪测量铁基非品合金带材的要求无感精密电阻器
磁屏傲
不定期检查已安装H线圈稳定性的方法附录B（资料性）测量磁性能和数字化空气磁通补偿的数字采样法B.1
技术细节和要求
数疗空气磁通补偿
-rrKaeerKAca-
GB/T 19346.3—2021/IEC 60404-16:2018附录（资料性）
数字法对磁极化强度波止弦的控制附录NA（资料性）检测报告…
参考文献…
图1磁导计示意图·
图2II线圈法测量原理示意图
图3磁钜尺寸图
图1采用数字采样法的H线圈法电路图-rrKaeerKca-
GB/T19346.3—2021/IEC 60404-16:2018本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
不支件是GB/T19346非品纳米品合金测试方法》的第3部分：GB/T19346已经发布了以下部分：
第1部分：坏形试样交流磁性能：第2部分：带材叠片系数：
第3部分：铁基非品单片试样交流磁性能。本文件使用翻译法等同采用IEC6040416：2018《磁性材料第16部分：用单片测试仪测量铁基非品片（带)磁性能的方法》
与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T96372001电工术语磁性材料与元件（eqvIEC60050-221：1990）：GB/T2900.602002电工术语电磁学（envIEC60050-121：1998)：—GB/T19345.1—2017非品纳米品合金第1部分：铁基非品软磁合金带材（IEC60404811:2017.NEQ)
本文件做了下列编辑性的修改：纳人了IEC60404-16C0R1：2018的修正内容修正了式（2)和式（3），并在正文空白处用垂直双线（Ⅱ)标识；
一为与现有文件系列一致，将文件名称政为“非品纳米品合金测试方法第3部分：铁基非品单片试样交流磁性能》：
-增加了资料性附录NA.检测报告。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件山中国钢铁工业协会提出。本文件出全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口本文件起草单位：长沙天恒测控技术有限公司、宝山钢铁股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、全球能源五联网研究院有限公司。本文件产要起草人：周新华、沈杰、周星、栾燕、马光、舒了奇、程灵、工琳、杨富尧、陈兰。rKaeerkca-
GB/T 19346.3—2021/1EC60404-16:2018引言
GB/T19346《非品纳米品合金测试方法》目前山—部分构成。第1部分：环形试样交流磁性能；一第2部分：带材登片系数；
一第3部分：铁基非品单片试样交流磁性能。铁基非晶合金带材作为一种有望减少变压器钦芯损耗以此减缓全球变暖的新型材料·需要有一种磁性能测量方法，以实现对其进行分级。铁基非品合金带材是通过快速凝固和占接铸造工艺生的，主要用丁制作工赖（50Hz和60Hz）用的配电变压器铁芯
经过适当的热处埋后，其比总损耗与取向电工钢带(片)相比表现出明显较低的水平。并其有因低磁各向异性而导致的低磁滞损耗.以及因高电阻率和厚度减小而导致的低涡流损耗，然而，由于材料的高磁致伸缩和低磁各向异性.其性能会因施加的应力而显著劣化因此：需要一种用单片测试仪(SST)测量铁基非品合金带材磁性能的方法，有别丁电工钢片专用的标准IEC604043
本文件巾采用广几乎完全适用的功率表法，但是用磁化电流测量磁场强度的常用方法（MC法）不适用于这种材料，因为对厚度更薄及磁性更软的试样，磁轭对损耗测量的影响非常人。因此引入使用H线圈（H线圈法）测量磁场独度的功率表法。针对SST和铁基非晶合金带材讯试样已经开展过国际循环试验，并山此得出了适合非品合金材料的SS工渠构。为了避免这种具有高磁弹性材料和上磁轭问触碰的影响，采用广单磁轭的设计。1）方括号内的数字指参考文献。-rrKaeerkca-
1范围
GB/T19346.3—2021/IEC60404-16:2018非晶纳米晶合金测试方法
第3部分：铁基非晶单片试样交流磁性能本文件适用丁非品合金带材在频率不高丁400Hz下的交流磁性能测量。不文件给出了用单片测试仪测量非品合金带材磁性能的基本原理和技术要求，本文件规定的单片测试仪适用于在规定的频率和磁极化强度峰侦且感成电压为止弦状态下，对各种类型的非品合金带材制成的试样的交流磁性能进行测量。测量应在环境温度（23+5)℃下进行。注1：本文件中的单片测试仪也可用于具有和非晶合金带材炎似的磁性能及物理特性的其他材料的测量，如坡莫合余带材、纳米品合金等，用单片测试仪测量电1钢带（片）磁性能的方法出TEC604043规定，注2：木文件所使用的\磁极化强度术语详见IEC60030121，在早期的-些标准或出版物中，也称“磁通密度”或“磁感应强度”。
2规范性引用文件
下列文件巾的内容通过文巾的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其巾，注日期的引用文件，仪该日期对成的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
国际电工术语第12l部分：电磁学（InternationalElectrotcchnical1EC60050-121
VocabularyPart 12l:Elcctromagnctism)IEC60050-221国际电上术语第221部分：磁性材料与儿件（InternationalElectrotechnicalVocabulary Chapler 22l: Magnetic materials and components)IEC60404811磁性材料：第811部分：单项材料规范半T艺状态交货的铁基非品带材(Magnetie materials-Part S ll: Specifications for individual materialsFe based amorphous stripdelivered in the semi processed state)3术语和定义
IEC60050-121和IEC60050-221界定的术语和定义适用于本文件：4通则
测量方法和原理
本文件采用磁场线圈测量磁场强度（“H线圈法”)的功率表法。磁路的闭合由个单独的U)形鲍构成。
将一片非品合金诚样放人以下两个线圈内：初级线圈，外层（磁化线圈)；
次级线圈·内层（感应电压线圈）。1
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GB/T19346.3—2021/1EC60404-16:2018个安装在试样下方的IH线圈·用于检测试样表而的懿场强度闭合磁路的组成部分包括一个单独的形磁轭，磁轭的横截积远人于试样的横截面积（见图1），标引序号说明：
线圈：
试样。
图1磁导计示意图
注1：附加一个上磁轭会使具较人磁致伸缩材料的磁性能劣化，固此测量试样磁性能时不改置上磁轭。但上磁靶仍然可用丁在没有试样的条件下对磁轭进行退磁及测量磁靶的损耗。图2是用H线圈法的功率衣法的测量原理，包括单片磁导计和测量设备的连接注2：图2是按数字采样法的基本原则表述的.其中世测量功能通过软件实现，关于数字采样法的应川见4.6和附录 B。
标引序号说明：
电源；
频率计：
初级线罔；
欲级线圈：
H线圈：
电压表；
积分器；
图2H线圈法测量原理示意图
功率表：
试样，
注3：H线圈的感应电压U(1)可用」空气磁通的各种补偿方法(见4.3.4和13,4)和次级电压U,(1)的止弦波形控制(见5.3 和附录C)。
rKaeerkAca
4.2试样
试样应按照IEC60404-8-11的要求制取。GB/T19346.3—2021/IEC60404-16:2018注1：铁基非品合金带材的名义宽度有142.2mm、170.2mm和213.4mm（见IEc60404811)。试样的长度成不小于280mm，即磁钜两磁极的外沿间的距离。吊然位于极而外的试样部分对测量的影响比较小，但是在保证将试样放入和取出方使的前提下，试样不宜过长，从铁基非品合金带材「剪切的试样应为固定长度，无明显的毛刺或机械变形。试样应平直儿为矩形。
试样应按供方推荐的热处理制度在平行丁铸造方间的白流磁场中迹行磁性退火处理。试样在处理期间成保持平整状态。
注2：其他材料的热处理可巾供需双方协商确定。因为试样经过热处理后通常易碎，拿最试样时应小心，避免试样变战碎片或者在试样中产生机概应力。
4.3磁导计
4.3.1概述
磁导计包括多个线圈和U形磁轭（见图1）环境温度的变化成保持在定的范围内，防止因热胀冷缩在试样巾产生成力，4.3.2磁轭
U形磁轭山软磁铁氧体制成（见图3)，应有尽川能低的剩磁、磁阻和比总损耗。注1：低品质的磁靶材料会劣化测量品质并造成试样磁性能的错误测量结果（见附录A）。20mm
80mm~120mm
图3磁轭尺寸图
磁轭的磁极面宽度应为20mm二1mm.0.1m
磁轭的两个磁被面应为平面并Ⅱ共面，其公差应小于0.1mm，磁轭应具有刚性，以避免在试样中产生机械应力
磁轭的高度应为80mm120mm，宽度应为220mm=1mm.内侧长度应为240mm士lmm(见图3）若有测量结果的可比性验证，也可使用其他尺寸的磁钜，注2：磁视的损耗可通过在巾上下两个相同的磁领组成的闭磁路上血绕制初级和次级线圈来测量，初级和次级线图的市数有25匝即可。
在磁轭竖占臂之问应有放置试样用的非磁性电绝缘支撑物，该支撑物上表面及试样下表面应与磁极而在同·平而上，以使使试样与磁极而接触的空气间隙最小，注3：如支撑物的表面与磁被面不在同一水平面，则会劣化磁性能的测量。3
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GB/T 19346.3—2021/1EC 60404-16:20184.3.3线圈
初级线圈长度应不小于230mm。次级线圈长度应为120mm工1mm，并位于初级线圈的中心位置。初级线圈和次级线圈应绕制在非磁性电绝缘矩形桩渠上。架的尺寸如下：
一用于线圈部分的长度：235mm士5mm；一内部高度：3mm+1mm：
外部高度：15mm，推荐12mm
初级线圈山一个作整个长度上连续均勾继绕的线圈制成，比如用铜芯直径为1.0m的漆包线绕220匝并均勾分布在整个框架上，可绕制层或多层。次级线圈由一个连续均匀、长度为[20mm+1mm的线圈制成，其数取决于测量仪器的特性，一般只需绕一层：
H线圈的长度和次级线圈的长度相同，并位丁初级线圈的中心位置。H线圈应绕制作非磁性电绝缘矩形板上，板的宽度应为120mm士1mm+高度应为3mm士0.2mmI线圈应嵌人样品支撑板中，且支撑板上表而和II线圈上表而之间的间距为1mm士0.2mm。H线圈的亚面积可通过将其放人一个直径和长度足够容纳整个H线圈的螺线管所产生的均勾磁场中逃行校准。
4.3.4空气磁通补偿
空气磁通对次级电压的影响应进行补偿，可采用数空气磁通补偿法实现（见13.4)。4.3.5磁屏蔽
建议在单片测试仪上安装简单的磁屏蔽罩，可有效减弱地磁场和外部磁场对试样的磁化（见附录A）4.4电源
电源山一个程控的任意波形发生器和一个功率放大器或者集成这两种功能的仪器组成（见图4）任意波形发生器将合成个幅值和频率均可道过外部编程调节的化波形信号，在任意波形发生器和功率放大器中应插人个低通滤波器，防止测量信号混叠，频率的测量准确度应控制在二0.1之内或若更好。次级电压的波形宜尽能地保持正弦。不仅应保持次级电压的波形系数作1.111的工1%范用内；而且成使次级电压的谐含量尽量少，有很多方式可实现这要求，如附录C介绍的数字方式功率放大器应其有低输出阻抗和高稳定度的电和频率特性，且电压中的噪声足够低。测量过程中，电压和频率应始终稳定在一0.2兴范国内。功率放人器应是双被型,具有低噪声和电压、频率宽量程。4.5测量装置
测量装置应满足以下要求：在实际的功率因数和峰值因数条件下.功率的测量准确度应控制在工0.5%之内或名更好；电压的测量准确度应控制在二0.5%之内或名更好。4.6数字采样法
数字采样法的典型电路完全适用于这种测量.见图1。在这种情况下·使用H线圈和积分器的方式来确定磁场独度（技术细节见附录），测量装置迪觉由前置放人器、一个数宁化仪和二个数疗信号分4
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GB/T 19346.3—2021/IEC 60404-16:2018析仪组成，并由软件提供如图2所示的功率表和电压表的功能。u=H
测量装置
标引序号说明：
次级线阁中的感应电压：
I线圈中的感应电压，
其他图例见图2
图4采用数字采样法的H线圈法电路图注1：图4中未包含数字室气磁通补偿（J-B以×II),见4.3.4以下信号需要测量：
次级线圈中的感应电压U.（t)：H线圈中的感应电压U.（）
应完整记录一个磁化周期信号U（)和U:（1)的数据集，为该次测量提供完整信息逍过磁场测量设备和功率表测量出U.（t)和U（t）.再由此计算出磁场强度II（t）、磁极化强度[（）、比总损耗P和比视在功率S，：州第6章采用数字采样法的测量仪器山各个信号通道已校准的前置放大器，一个已校谁的数字化仪和一个数字信号分析仪组成，测量仪器有两个独立的信号道道同时T作分别对成【，（t)和（（），其采样时钟应与任意波形发牛器的时钟保持同步，也可不同步采样，们需要更高的采样率以达到相同的精度（见附录B)。
为避免增加次级线圈的负载，信号通道应有足够高的输人抗（典型值在并联约100PF情况下>1MQ），即使在功率因数最低时，各通道之间的位移也应足够小。数字信号分析仪通过测量软件计算磁性能。数字信号分析仪心生数字反馈信号给作意波形发生器，任意波形发生器通过数字方式实现磁极化强度的波形为止弦波(见附录C)
数字采样法也成满足1.5的规定
注2：数字采样法的技术圳节和要求见录B。5测量程序
5.1测量原理
装置与线圈按图2或图1连接，
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GB/T 19346.3—2021/1EC 60404-16:2018如果使用数采样法，次级线圈感货电压（）和I线圈市感成电压（t）成作为时间丽数信号测量，
磁场强度H（)、磁极化强度（)、比总损耗P。和比视在功率S，由U()和U,（)计算得出，注：数字采样法的技术细节和要求见附录13，5.2测量准备
试样长度和试样质量的测量准确度应在十0.1%范围内，装人试样并使其处在线圈纵轴和横轴的中心。
试样的横截面积按式(1)计算：
式中：
一一试样的橘截而积，单位为平方米（m）：H
试样的质量，单位为T克（kg）：试样的长度，单位为米（m）；www.bzxz.net
被测材料的密度，单位为千克每立方米（kg/m）。Pm
+**+(1 )
试样在测量前应进行退磁，初始退磁场值要高于被测的磁场强度值通过缓慢减小相应的励磁电流到零进行退磁
5.3电源调节
通常需要在特定频率下设定单个或一组磁极化强度峰值于和磁场强度峰值Ⅱ测量比总损耗P、比视在功率S，、磁场强度的有效值和磁场强度峰值II.需要通过调整电源来设置磁极化强度峰值了
测量磁极化强度峰值，需要设置磁场强度峰值在一个或儿个磁化周期中测量U（t)和LI：（t），然后山式（2)和式(3)分别计算得到了和II的值电源的输出应缓慢增加直到了或H达到设定值在测量过程中电源的输山不应过冲。次级电压的波形U(t)应保证只有基波：另外，II(t)和J(t)构成的磁滞回线成保持中心对称。6磁性能的测定
磁极化强度的测定
磁极化强度J（t)按式(2)计算：(t)
式中：
磁极化强度，单位为特斯拉(T)；次级线圈的匝数；
试样的横截面积.单位为平方米（m\）；次级感应电压.单位为伏特（V)；辅助时间变量，
-rKaeerKa-
(z)de)dt
（2）
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