[发明专利]双向应力加载条件下的二维单片磁特性测试系统及方法

说明书

本发明为双向应力加载条件下的二维单片磁特性测试系统及方法，该系统包括电脑、采集卡、被测样片、B‑H复合传感线圈、一级放大电路、两个应力加载装置，所述被测样片呈由长臂和短臂构成的十字形，在长臂和短臂交点位置均设置空气槽，长臂和短臂等宽度；将B‑H复合传感线圈固定在被测样片上表面的中心处；在被测样片下表面中心处贴上三个应变片，三个应变片分别沿着x轴、y轴以及和x轴成45°方向三个方向布置；在被测样片的长臂和短臂上分别连接一个应力加载装置，被测样片表面上的三个应变片的引出线经锁相放大器连接到采集卡的输入端中。能够准确测量硅钢片磁感应强度B和磁场强度H的值，能够测量与轧制方向成任意角度的应力，适用于实际工况。

技术领域

本发明涉及二维磁特性测量领域，具体是一种双向应力加载条件下的二维单片磁特性测试系统及方法。

背景技术

目前较为通用的硅钢片磁特性测试方法为爱泼斯坦方圈法和二维单片测试法，分别用于材料一维磁特性和二维磁特性的测量。

但是在实际工况中，硅钢片是在一个包含外力、温度、偏磁等多种因素的环境里工作的。材料的温度梯度分布、加工过程中产生的残余应力、以及固定方式等许多因素都可以产生机械力。硅钢片的磁特性受这些因素的影响很大，而爱泼斯坦方圈法和二维单片测试法由于没有考虑这些因素对硅钢片磁特性的影响，已经无法满足测量的要求。所以，为了精确测量硅钢片的磁特性，有必要在硅钢片的实际工况下进行材料磁特性的测试，如：在测量的过程中给硅钢片人为的施加外力或者升高温度，并对硅钢片进行磁特性测量。

丁晓峰等人(丁晓峰，熊彦文，肖力豪，郭宏.一种可控应力条件下的硅钢片二维磁特性测量系统及其测试方法，CN104569875A。)虽然考虑了材料的二维磁特性，但是施加应力的方向只能是固定方向。该装置的被测样片为立方体，在立方体的上表面施加外力，立方体的前、后、左、右表面与磁轭相连，这种结构虽能测试材料的二维磁特性，但是无法测量与轧制方向成任意角度的应力对被测样片二维磁特性的影响。

发明内容

针对实际工况中，硅钢片材料工作在应力工况下，本发明提供了双向应力加载条件下的二维单片磁特性测试系统及方法，能够准确测量硅钢片磁感应强度B和磁场强度H的值，能够测量与轧制方向成任意角度的应力，适用于实际工况。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种双向应力加载条件下的二维单片磁特性测试系统，该系统包括电脑、采集卡、被测样片、B-H复合传感线圈、一级放大电路、两个应力加载装置，其特征在于，所述被测样片呈由长臂和短臂构成的十字形，在长臂和短臂交点位置均设置空气槽，长臂和短臂等宽度，空气槽的宽度为长臂宽度的1/25，空气槽的深度为空气槽宽度的1～4倍；定义被测样片长臂所在方向为x方向，短臂所在方向为y方向；

所述B-H复合传感线圈包括H线圈和四个B探针，H线圈分为Hx线圈和Hy线圈，Hx线圈和Hy线圈呈垂直交叉布置在H线圈基板上，所述H线圈基板安装在B探针基板的中央，在H线圈基板外围的B探针基板上布置四个B探针，且四个B探针呈垂直交叉布置，四个B探针到B探针基板中心的距离均相等，相对的两个B探针的连线与Hx线圈或Hy线圈平行；H线圈和B探针进行双绞出线，H线圈双绞出线和B探针双绞出线的焊接孔均布置在B探针基板上；

将B-H复合传感线圈固定在被测样片上表面的中心处；在被测样片下表面中心处贴上第一应变片、第二应变片、第三应变片，三个应变片分别沿着x轴、y轴以及和x轴成45°方向三个方向布置；

在被测样片的上下表面分别布置上“C型”磁轭和下“C型”磁轭，且两个“C型”磁轭垂直放置，C型的开口相对；两个“C型”磁轭的两个支腿部分均缠绕激磁绕组；