B-H分析仪 FAQ

导入篇 Question

测量篇 Question

导入篇 Answer
Q.B-H分析仪与直流曲线图示仪有什么区别？
A.测量原理相同。不同的是励磁方式。直流曲线图示仪是在数10秒内以极其缓慢的速度使直流电源的输出调整为正弦波状、或三角波状的同时对试样进行励磁，由此获得1个周期的B-H波形。而B-H分析仪则是通过内置的信号发生器而非直流生成所设频率的正弦波、或方形波，然后通过交流功率放大器将其增幅并对试样进行励磁，由此获得1个周期的B-H波形。直流曲线图示仪适用于试样磁力特性的静态特性测量。
而B-H分析仪则适用于作为磁力特性动态特性的高频特性测量。
Q.B-H分析仪与阻抗分析仪有什么区别？
A.阻抗分析仪是一款小信号(数十mA)的电子元件参数测量装置，可测量磁性元件的Q、R、Z等的参数。而B-H分析仪的测量范围从小信号至大信号(5mA～6A)，可测量磁性元件的B-H曲线、铁芯损耗、磁导率等软磁性体的磁力特性值。B-H分析仪适用于磁性元件实际驱动条件下的测量。
Q.有些示波器上也可测量铁芯损耗等磁力特性值，与B-H分析仪有什么区别？
A.根据测得的励磁电流和感应电压计算磁场(的强度)、磁通密度等磁力特性值的功能相同，但使用示波器的测量和B-H分析仪的测量上存在以下2大差异。
  1. 励磁电流和感应电压的测量分辨率
  2. 励磁电流和感应电压的相位差补正方法
首先是①的测量分辨率，示波器的测量分辨率一般为8bit。而B-H分析仪SY-8218 / SY-8219则是16bit。B-H分析仪可通过高分辨率捕获波形，所以可通过较高的测量确率获得磁力特性值。

其次是②的相位差补正，励磁电流和感应电压的相位差是对铁芯损耗产生重大影响的重要参数。在示波器的测量中，则是通过相位偏移调整消除测量通道之间的时间差(纠偏)，由此进行相位差补正。但是，由于实际电流探头的频率-相位特性并非线形(群延迟特性不平坦)，所以只进行纠偏并不能实现精准的相位补正。虽然部分功率分析仪具有纠偏功能，但同样无法实现精准的相位补正。

而B-H分析仪可预测测量通道之间的频率-相位特性，然后按各频率、以及测量范围对该相位差分别进行精准补正。因此，B-H分析仪可以极高的测量确率测量铁芯损耗。B-H分析仪可测量难以通过示波器或功率分析仪测量的压粉类材料的极小铁芯损耗。
Q.可通过B-H分析仪测量的试样是什么材质、形状？
A.可测量软磁性的环形、EI、EE磁芯等可绕组的闭磁路形状的试样。此外，组合小型单板磁性测量装置SY-956使用时，还可测量板状、片状试样。

【参照】测量试样形状示例

EI铁芯

压粉铁芯

马达定子

马达转子

非晶铁芯

定子专用层压板

Q.粉末试样可通过B-H分析仪测量吗？
A.将粉末充填至选配件的空置环形磁芯SY-513并进行绕组后即可测量。
Q.可通过B-H分析仪测量的磁通密度范围是多少？
A.在正弦波励磁的非饱和区域，B-H曲线的最大磁通密度Bm和感应电压V2的关系如以下公式所示。

f：测量频率　Ae：试样的有效截面积　N2：2次绕组匝数
公式
因此，可在非饱和区域所用B-H分析仪检测电压范围内的V2相应的Bm范围执行测量。SY-8218、SY-8219上的V2最大允许值为200V。此公式在非正弦波励磁、或饱和区域不成立，需注意。

Q.可通过B-H分析仪励磁的磁场(的强度)是多少？
A.可励磁的最大磁场Hm通过以下公式决定。

I：励磁电流　N1：1次绕组匝数　Le：平均磁路长
公式
励磁电流依赖于所用功率放大器。

Q.可通过B-H分析仪测量的频率是多少？
A.根据与B-H分析仪机型组合的选配件而异。各B-H分析仪单体机型的测量频率如下表所示。组合选配件的测量频率请查看各选配件的说明。

机型名称 测量频率
SY-8218 10Hz～10MHz
SY-8219 10Hz～1MHz

B-H分析仪从性能方面而言可执行上述频率范围的测量，但上限频率方面需注意试样的电感L。

B-H分析仪的输入电容C与试样的电感L构成LC并联谐振电路，所以使用时需要使测量频率在谐振频率的1/10以下。请在选定机型时一并考虑上述事宜。此外，谐振频率fc可通过以下公式进行计算。
L：试样的电感　C：测量装置的输入电容（SY-8218 / SY-8219约为18.5pF） N1：1次绕组匝数　N2：2次绕组匝数
公式 此外，如果是高相位角(≧约87°)的试样，其谐振影响将会变大，测量高相位角的试样时，建议以谐振频率1/20以下的频率执行测量。

Q.可通过B-H分析仪进行直流叠加测量吗？
A.将SY-8218 / SY-8219与选配件的DC偏压测试仪SY-960(SY-961,SY-962)相互组合即可执行测量。无需对试样进行直流励磁专用的3次绕组，所以测量起来远比传统产品简单。
Q.可通过B-H分析仪进行脉冲励磁测量吗？
A.SY-8218 / SY-8219限定为Duty50%，但可在10Hz～1MHz的标准范围内执行测量。A.与选配件的DC偏压测试仪SY-960(SY-961,SY-962)相互组合，即可以可调整的Duty10～90%、并在10kHz～1MHz范围内执行测量。
Q.可通过B-H分析仪进行任意波形励磁测量吗？
A.只有B-H分析仪主机时无法测量，但如果用户另行准备信号发生器、并利用B-H分析仪的SYNC OUT端子输出的内置信号同步输出功能，则可通过来自信号发生器的任意波形进行励磁和测量。本公司也销售信号发生器。

【参照】信号发生器

Q.饱和磁通密度可通过B-H分析仪测量吗？
A.如果与饱和磁通密度相应的磁场(的强度)和感应电压在B-H分析仪的测量范围则可执行测量。
Q.磁导率可通过B-H分析仪测量吗？
A.SY-8218 / SY-8219上可测量振幅比磁导率和复数磁导率。使用光标测量功能，也可在B-H曲线的任意点上测量振幅比磁导率。
Q.温度特性可通过B-H分析仪测量吗？
A.与选配件的恒温箱扫描系统组合后即可测量。恒温箱扫描系统的主要规格如下表所示。

  恒温箱扫描系统
SY-320A SY-321A
对应机型 SY-8218 ○
SY-8219 ○
最大测量试样数量 20个 41个
温度控制范围 -30[℃]～+150[℃]
最大测量电流 ±6[A]
最大测量电压 ±200[V]

此外，与恒温箱扫描系统组合时，测量频率的上限为5MHz。组合的B-H分析仪、或所用功率放大器的测量频率上限低于此数值时，以该些数值为测量频率上限。
【参照】恒温箱扫描系统

Q.可测量磁力特性的时间变化吗？
A.在B-H分析仪上追加选配件软件SY-811连续测量功能即可测量。使试样维持励磁后的状态，以1min间隔执行测量，可测量最大99,999min(约70天)的磁力特性时间变化。
Q.可通过B-H分析仪自动进行程序测量吗？
A.将选配件的远程控制软件SY-810安装于所持PC后，与B-H分析仪单体、或恒温箱扫描系统等选配件设备组合，由此即可自动执行程序测量。SY-810的主要规格请查看以下内容。此外，因远程控制专用通信命令并未公开，所以用户无法自行编程、并对B-H分析仪进行远程控制测量。

可自动测量的设备 B-H分析仪 SY-8218/8219
恒温箱扫描系统 SY-320A/321A
小型单板磁性测量装置 SY-956
DC偏压测试仪 SY-960/961/962
测量条件设置数量(每1个试样) 40 (※ SY-320A/321A时)
温度条件设置数量(每1个试样) 20 (※ SY-320A/321A时)
测量数据保存格式 CSV
侧脸画面保存格式 JPEG / PNG
支持OS Windows 8.1 / 8 / 7 / Vista


Q.专用功率放大器中包括哪些产品？
A.备有4象限输出专用功率放大器。请参考下述对应表选择所需机型。
Q.不使用专用功率放大器的话就无法执行测量吗？
A.如果是4象限输出功率放大器，即使不使用专用功率放大器也可测量。专用功率放大器可在±1V范围内执行DC偏移的微调，是一款在设计上可无限制地将DC偏移值调整至接近零状态的功率放大器。如果存在DC偏移，则会无意图地测量直流叠加的磁力特性，并描绘非对称的B-H曲线。不使用专用功率放大器时，需充分注意这一点。无法将DC偏移归零时，使用选配件的SY-514 LF AC耦合器即可以300Hz以上的测量频率将DC偏移彻底归零。
Q.可以帮忙进行样品测量吗？
A.收费受理。请另行咨询。
测量篇 Answer
Q.进行高频测量时更改绕组匝数后，为什么铁芯损耗测量值会出现差异？
A.产生差异的原因之一可能是受到了LC并联谐振现象的影响。谐振频率根据绕组匝数而变化。如果检测电压、检测电流均在B-H分析仪的可测量范围即可执行铁芯损耗测量，但B-H分析仪的输入电容C与试样的电感L会形成LC并联谐振电路，所以在执行高频测量时需注意。使用时，请确保测量频率在谐振频率的1/10以下。谐振频率fc可通过以下公式进行计算。

L：试样的电感　C：B-H分析仪的输入电容（SY-8218 / SY-8219约为18.5pF） N1：1次绕组匝数　N2：2次绕组匝数　
公式

此外，如果是高相位角(≧约87°)的试样，其谐振影响将会变大，测量高相位角的试样时，建议以谐振频率1/20以下的频率执行测量。

原因之二可能是受到了试样内部磁场(的强度)、或磁通密度B的不均衡影响。试样磁导率较低、形状非环形、或绕组不均衡时，试样内部的H、B的大小大多会根据试样的位置而异。更改绕组匝数后，H的平均励磁位置、或B的平均检测位置会发生变化，从而使铁芯损耗产生差异。

Q.通过正弦波励磁使Bm的值增大后，测得的电流、或电压波形不是正弦波形而且失真。这是什么原因？
A.波形失真现象是试样的特性。相对磁场(的强度)H的磁通密度B的大小会发生非线形变化所致。尤其是接近试样的饱和磁通密度后，波形失真会更加明显。
Q.适合测量的绕组匝数是多少？
A.推荐绕组匝数如下所示。

励磁线圈N1：3圈以上
检测线圈N2：1圈以上且N1≧N2

N1较少时所需磁场(的强度)则需要更大的电流，N2较多时检测到的感应电压会增加。 此外，N1
Q.试样线圈的合理绕组方式是什么？
A.线圈应尽可能按相同间隔绕于试样上，以确保磁芯内的磁场(的强度)达到均衡、或磁通密度的检测部位不会发生偏移。尤其是检测线圈，应贴合试样进行绕线，以确保无效磁通不会在检测线圈与磁芯之间的空隙中发生锁交。励磁线圈与检测线圈重叠时，先绕至检测线圈使其与试样贴合。励磁线圈与检测线圈的绕组匝数相同时，建议采用双线绕组的方式。双线绕组是指1次绕组(励磁线圈)和2次绕组(检测线圈)配套绕组，与分别各自绕组相比可减少漏磁通，改善1次～2次之间的耦合系数。
【参照】双线绕组


Q.可通过B-H分析仪测量的磁通密度范围是多少？
A.在正弦波励磁的非饱和区域，B-H曲线的最大磁通密度Bm和感应电压V2的关系如以下公式所示。

f：测量频率　Ae：试样的有效截面积　N2：2次绕组匝数
公式

因此，可在非饱和区域所用B-H分析仪检测电压范围内的V2相应的Bm范围执行测量。SY-8218、SY-8219上的V2最大允许值为200V。此公式在非正弦波励磁、或饱和区域不成立，需注意。

先确定作为目标值的最大磁通密度Bm的值再计算感应电压V2的值时，实际感应电压V2的峰值可能会因饱和状态而达到计算值的3～10倍，请多加小心。为了防止试样或设备的损毁，初始测量请以作为目标值的最大磁通密度Bm值的50～75%开始，然后慢慢增大励磁电平。

Q.可通过B-H分析仪励磁的磁场(的强度)是多少？
A.可励磁的最大磁场(的强度)Hm通过以下公式决定。

I：励磁电流　N1：1次绕阻匝数　Le：有效磁路长
式

励磁电流依赖于所用功率放大器。

Q.除了材料的铁损之外，可以测量包括线圈绕组铜损在内的损耗吗？
A.如果采用不使用2次侧检测线圈的1绕组法进行测量，还可测量包括1次侧励磁线圈绕组的铜损在内的损耗。B-H分析仪还可执行1绕组法的测量。
Q.使用恒温箱扫描系统SY-320A/321A进行测量时需要注意哪些方面？
A.测量压粉等低磁导率、低铁损的试样时，建议使试样与放置试样的附件转台SY-510/511 保持15mm以上的距离。SY-510/511的基材为铝制。试样产生漏磁通、且锁交于SY-510/511时，将会在该位置产生涡流损耗，从而导致铁损测量误差而无法正确测量。

试样为导体时，建议试样之间也要保持15mm以上的距离。同样，试样一旦产生漏磁通、且锁交于邻接的试样，则会产生涡流损耗，从而无法正确测量。
Q.使用小型单板磁性测量装置SY-956进行测量时需要注意哪些方面？
A.第一个注意事项是，测量磁轭与试样之间不得形成间隙。一旦形成间隙则会产生漏磁通，从而无法正确测量。测量前务必确认试样及测量磁轭上有无异物附着。

第二个注意事项是，使作为检测线圈的B线圈与试样之间的空隙达到最小。地磁或漏磁通等多余磁通一旦锁交于空隙中，则无法正确测量。测量比磁导率较低的试样时，尤其需要注意。
Q.可在DC偏压测试仪SY-960上进行直流叠加测量的试样电感L是多少？
A.可通过SY-960测量的试样电感L上限为数10μH。如果测量电感L超出上述上限的试样，功率放大器供给的部分交流则会流入DC偏压源SY-961而非试样，从而无法正确测量。
Q.每次测量时，铁芯损耗等测量值都会发生大幅度变化。可能是什么原因呢？
A.软磁性体一般均具有温度特性。尤其是铁氧体在接近室温时的磁力特性不稳定。想要正确执行软磁性体的磁力特性测量时，需通过恒温箱使试样保持一定温度的状态下执行测量。

此外，根据不同的材料，磁力特性有时会因励磁时间及励磁历史而发生变化，与试样温度无关。追加选配件的连续测量功能SY-811后，可观测最大99,999min(约70天)的磁力特性每1[min]的时间变化。如果磁力特性在每次测量时都会发生较大变化，则建议通过SY-811执行连续测量，确认磁力特性是否会因励磁时间而发生时间变化。
Q.材料相同，可磁力特性的测量结果却因铁芯形状而异。可能是什么原因呢？
A.因为磁芯内部的磁通密度会因形状而发生变化。磁通从磁芯内部磁性电阻较低的部位通过。因此，会导致磁通密度分布不均衡，产生局部磁通密度较高的部位，从而有时会出现与磁通密度分布均衡形状时不同的举动。