ICS 77.040.99 H 21
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T39042—2020
电工钢单片磁性能测试 H线圈法
Measurement of the magnetic properties of electrical steels by means of
a single sheet tester-H-coil method
2020-07-21发布
2021-02-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T39042—2020
目 次
前言引言 1
范围规范性引用文件
2
3 术语和定义
测量原理测量装置 5.1 通则 5.2 磁轭 5.3 线圈 5.4 电源 5.5 数字控制系统试样测量 7.1 测量准备 7.2 磁极化强度的测量 7.3 磁场强度的测量 7.4 比总损耗的测量 7.5 比视在功率的测量测试结果及再现性 9 测试报告附录A（资料性附录） 测量磁性能的数字采样技术附录B（资料性附录） 使用H线圈测量电工钢带（片）单片试样的技术说明附录C（资料性附录）H线圈法与励磁电流法测量晶粒取向电工钢带（片）单片试样结果的比较
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案例·
.12 GB/T 39042—2020
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草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（SAC/TC183）归口。 本标准起草单位：武汉钢铁有限公司、江苏省沙钢钢铁研究院有限公司、长沙天恒测控技术有限公
司、冶金工业信息标准研究院
本标准主要起草人：向前、周新华、吴圣杰、黄双、王玉婕、马允敏、舒子奇、张俊鹏、刘宝石
1 GB/T39042—2020
引言
本标准是在国家电子工业制造水平、精度达到国际先进水平的前提下，基于用单片测试仪测量电工
钢带（片）单片试样磁性能的现状，为适应电工钢带（片）单片试样磁性能测量的发展要求，提出的电工钢带（片）单片试样磁性能的直接测量方法
本标准与GB/T13789相比，主要区别在于：
测量原理不同：本标准推荐的是采用H线圈直接测量电工钢带（片）单片试样的磁场强度，不再需要约定有效磁路长度，消除了约定有效磁路长度所带来的系统误差，测量的比总损耗值更接近于真实值。而GB/T13789通常又称为“励磁电流法”，在约定的有效磁路长度下，调整 B线圈电压使待测试样达到规定的磁极化强度后测量，这是一种间接测量方法。但是，由于有效磁路长度只是一个约定值，随着研究的深入，发现有效磁路长度会随着单片磁导计的材料及制作工艺、试样及不同测试条件等因素不断变化，实际变化的有效磁路长度与约定有效磁路长度的偏差带来了测量上的系统误差，使测量结果偏离了真实值测量结果不同：经大量试验，使用本标准测量的比总损耗、比视在功率等测量结果明显低于 GB/T13789推荐方法的测量结果，该测量偏差与试样材质、厚度、测量条件等显著相关，通常情况下，本标准在工频和磁极化强度1.7T条件下测量的晶粒取向电工钢带（片）单片试样的比总损耗低5%~8%，比视在功率低10%~20%。
II GB/T39042—2020
电工钢单片磁性能测试H线圈法
1范围
本标准规定了在工频条件下，采用H线圈测量电工钢带（片）单片试样的磁场强度，并通过单片磁
导计测试电工钢比总损耗、磁极化强度及比视在功率的测试方法。
本标准适用于晶粒取向或晶粒无取向电工钢带（片）单片试样磁性能的检测，
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是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。
GB/T2900.60电工术语电磁学 GB/T3102.51 电学和磁学的量和单位 GB/T9637电工术语磁性材料与元件 GB/T 13789 用单片测试仪测量电工钢片（带）磁性能的方法 GB/T 19289 电工钢带（片）的电阻率、密度和叠装系数的测量方法
3术语和定义
GB/T2900.60、GB/T3102.5、GB/T9637界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
H线圈H-coil 靠近试样表面放置的、用于直接检测试样真实磁场强度的空心线圈。
测量原理
4
试样与磁轭构成封闭的磁场回路，通过探测H线圈上的感应电压来获得穿过试样的磁场强度，再通过B线圈（感应电压线圈，又称为次级线圈）感应电压获取磁极化强度，即可测量试样的磁特性。
5 测量装置
5.1通则
电工钢试样放置于线圈骨架中间，线圈骨架外绕有两层线圈，外部为励磁线圈（又称为初级线圈），
内部为B线圈，另外在靠近试样下表面的线圈骨架上还放置了一组H线圈，如图1所示
0
1 GB/T39042—2020
Ty
/
By
说明： Ty——上磁轭； By ——下磁轭； Ts - 一测试试样；
磁导计线图（见5.3）。
C
图1单片磁导计示意图
磁导计和线圈的连接如图2所示。 以下信号应通过数字控制系统进行实时波形记录
与励磁线圈串联的无感精密电阻R，两端的电压U，（t）；
a)
b）B线圈（见5.3)感应电压Uz（t）； c）H线圈（见5.3)感应电压U（t）。 为了获取完整的测量信息，U（t）、U，（t）和U,（t）这几组信号的采样时间都应该是磁化周期的整
数倍。数字采样技术的应用、U,（t)和由U（t)计算的磁极化电流I（t)用于数字的空气磁通补偿、以及 B线圈感应电压U2（t)波形系数的控制参见附录A。
2 GB/T39042—2020
Uz()
D
U ()
Ui ()
说明： T Hz V Ni N2 H R. D U(t) - B线图感应电压： UH(t) - H线圈感应电压； U(t) 无感精密电阻R.两端的电压； M
电源（通常由一个可程序控制的任意波形发生器和一个功率放大器组成）；频率计；电压计；励磁线圈； B线圈； H线圈；一无感精密电阻，与励磁线圈串联，用于测量励磁电流双路同步采样测量系统，与交流励磁源保持同步的双路采样，具有测量与运算分析等功能；
空气磁通线圈，当采用空气磁通数字补偿时，可以无此部件。
图2H线圈法测量电路示意图
测试装置应由磁轭、线圈、电源、数字控制系统等组成。 5.2磁轭
制作磁轭的材料应具有低的剩磁、低的磁阻和尽可能低的比总损耗，例如高牌号的晶粒取向电工钢片或镍合金等，U型磁轭可采用多片叠压而成。使用晶粒取向电工钢片制作磁轭时，加工后的电工钢片应进行去应力退火。
为保证测量的准确性，磁轭还应满足以下条件： a） 频率为50Hz时，磁轭在磁极化强度为40mT、1.5T下对应的比总损耗不应超过1.0mW/kg、
1.0 W/kg; b） 每个磁轭的两个磁极面应是共面的，其公差应在0.5mm范围内，两磁轭的相对极面之间在任
意点的间隙都不应超过0.05mm，且为避免在试样中引起机械应力，两个磁轭都应是刚性的；每个磁轭的高度应在90mm~150mm之间，长度应为500+mm，内侧宽度应为450mm土
c）
1mm，磁轭磁极面宽度应为25mm士1mm，如图3所示。若使用其他尺寸的磁轭，应保证测量结果的准确性
3 GB/T39042—2020
单位为毫米
25±1
25±1
450±1
500
25±1
90~150
图3磁轭尺寸示意图
磁轭竖直臂之间应有放置试样的支撑面，由绝缘、非导磁材料制成，且支撑面与磁极面应共面，以保证待测试样与支撑面间无任何缝隙。
上部磁轭应能向上移动以便插人试样，放人试样后，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，并使试样受力在100N～200N之间。 5.3 线圈 5.3.1通则
磁导计线圈包括励磁线圈、B线圈、H线圈、空气补偿线圈，如图4所示。 励磁线圈、H线圈和B线圈应从各自线圈架的同一端开始缠绕，且绕线方向应相同
单位为毫米
510 424
Sp
Sk
He
a) 横截面图
图4 磁轭、线圈示意图