文档介绍：磁化曲线实验报告体会利用LabVIEW 测量磁化曲线和磁滞回线姓名:焦赛一学号:XX 提交时间: 利用LabVIEW测量磁化曲线和磁滞回线一、实验目的观察铁磁材料的磁化和磁滞现象,用labview观察、测量磁滞回线和磁化曲线。二、实验仪器待测样品,信号发生器,九孔电路实验板,电脑三、实验原理磁学简介物质的磁性可分为弱磁性和强磁性两大类。弱磁性仅在有外磁场的条件下才表现出来,并随着磁场的增大而增强。按磁化方向和外场方向的异同,弱磁性又分为抗磁性和顺磁性;强磁性主要表现为在没有外场时仍存在自发磁化,并在外场下通常表现出很强的磁性。根据其自发磁化方式的不同,又可分为铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性和螺磁性等。在实际应用中,一般通过许多特征曲线对铁磁材料的技术特性进行表征。现将有关的曲线介绍如下: 初始磁化曲线在热退磁的磁中性状态下,当磁场绝对值单调增加时,样品的磁化强度M随磁场强度H的变化轨迹。磁滞回线当磁场强度在H?0??H?0?H之间循环变化时,M或B的变化轨迹。它是一条闭合曲线。换向磁化曲线将不同饱和磁场下得到的磁滞回线的顶点连接起来所得到的曲线。测量该曲线前样品需要退磁。理想磁化曲线在获得换向磁化曲线的每一个恒定磁场上,再加上一个振幅自某一值变至零的交变磁场,由此得到的磁化强度M随恒定磁场变化的曲线成为理想磁化曲线。图3是理想磁化曲线和换向磁化曲线的比较。饱和磁滞回线在饱和磁场下的磁滞回线。 B Bm Brb HHCHma-Hm-HCcfo e d -Br-Bm图1、初始磁化曲线和磁滞回线示意图2换向磁化曲线图3磁化曲线(A)和理想磁化曲线(B) 磁滞回线与磁化曲线的观测和绘制本实验中观测磁滞回和测量磁化曲线,其基本原理都是利用电磁感定律,将磁场的改变量转化为电动势进行测量。实验原理图如下: 图4观察磁滞回线的原理图观察磁滞回线的原理如图4所示。被测样品被做成圆环形,其等效长度为l。样品上面绕有原边和副边两组线圈,其匝数分别为N1和N2。观测时在原边输入交流电压,产生交变的磁化电流i1。图中R1为采样电阻,用以测量原边的电流。由安培环路定律可算得磁场强度H为 H?N1i1N1?u1?KHu1??R1(1) 副线圈电路为积分电路,交变的H在样品中产生交变的磁感应强度B。设被测样品的截面积S,穿过该截面的磁通φ=B?S,由法拉第电磁感应定律可知,在副边线圈中将产生的感应电动势为?s??N2d?dB??N2Sdtdt 对式做变形整理积分为 B=?N2Sεsdt=KBεsdt, 测量出副线圈两端的感生电动势εs关于时间t的函数,之后进行积分后再乘上修正系数KB,即可得到磁感应强度B。依次改变主线圈输入电压的幅度,便可得到一组磁滞回线,即磁感应强度B关于磁场强度H的关系,各条磁滞回线顶点的连线便是基本磁化曲线。1四、实验设计基本的实验原理上边的表述清楚了,下面我们分析一下具体需要测量哪些数据以及怎样用LABVIEW编程实现。由上面原理可知我们按照图示原理图连接电路后,主线圈的输入电压由信号发生器提供,手动改变输入信号的幅度从而测得多条磁滞回线。连接好电路后,实验的关键在于电脑多次读取主线圈电路内电阻R1两端的电压和副线圈两端电压分别关于时间t的波形函数。之前这些工作我们是用示波器实现的,现在用LabVIEW编程实现,结合课上老师讲解的内容,我想到利用数据采集卡来读取数据并记录。下面结合编程过程简单介绍一下我的实验设计思路: :首先键入DAQ助手,设为两路电压信号采集,一路采集R1两端的电压u1,一路采集副线圈两端的感生电动势εs。注:采样数和采样频率的设置要合适 :采集到的数据做信号分路之后: 两端的电压直接乘以KH做系数修正,之后便得到了H-t波形数据;,之后便得到了B-t波形数据。注:此处在实验中出现了问题,由于积分的初始值不固定,所以最后的磁滞回线的图像不一定能够完整的展示在图表中,在老师的提醒下对图形做了平移修正,利用幅值和电平测量读取出波形的周期平均,之后将原有的数据减去这一部分的编程中,我另外建立了两个波形图,分别用以显示H-t波形图和B-t波形图,为以后的数据分析提供了更多的资料。 :利用公式节点器实现,在前面板输入线圈大圆环直径D、小圆环直径d、线圈高度h、电阻R1阻值、主线圈匝数N1、副线圈匝数N2等基本量的数值,在公式节点器中输入公式,即可计算得到修正系数KH和KB。 :建立一个X-YExpress图表,将测量到的H作为X,B作为Y输入到图表中即可。 :上面的工作完成后,基本的测量工作都已经完成了,现在最重要的就是数据记录,我们要记录的数值便是键入X-YExpress图表中X值实验二十