磁性材料和磁记录材料特性参数的测量

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第355页（3930字）

1．磁性材料特性参数的测量

磁性材料种类繁多，使用范围广泛，不同应用场合往往要求提供不同的特性参数，而每种参数的测量有时存在几种完全不同的方法，因此很难为所有材料的所有参数都建立相应的计量标准。只能根据有关部颁标准和国家标准，参照相应标准文件对已成批生产的磁性材料的有关磁学物理性能试验的规定，建立标准样品的检定装置，确定标准样品的检定方法，然后通过标准样品统一全国同类材料的测量，或通过推荐标准测量方法指导国内某些类似的测量。这正是磁性材料与一般基标准不同之处。

磁性材料磁特性的测量，最主要的是测量材料内部的B和H值。对于固体材料，要测量其内部的参数是不易做到的，通常是用感应法一类的间接测量来推算出B或H值。如在材料试样外面绕上线圈，测出线圈的磁链，就可计算出试样内的B值；对于H值，一般是用一个空心小线圈(或霍尔元件)贴在试样表面，测出表面处的磁场切线分量，根据H的切线分量必须连续的原理，就可推算出试样内部的H值。

由于磁性材料的特性是非线性的，测出某一状态下的B和H并不能据以判断材料的全面性能，一般需要测出一整族的曲线。通常是要求测量材料的基本磁化曲线，即测量一系列的磁滞回线，将回线的顶点连接起来得到基本磁化曲线。用经典的方法测量磁滞回线相当繁琐和费时，现在大都已采用电子积分器和数字积分器，用计算机控制自动测量和绘制出整族曲线。

目前国内开展检测的磁性材料标准样品的特性参数有：

硅钢片：直流磁化曲线、交流磁化曲线、频率为50Hz时样品交流磁化的损耗；

工业纯铁：H_c值(对板料和棒料的样品)，直流磁化曲线(对环形样品)；

坡莫合金：初始导磁率μ₀、最大导磁率μ_m、矫顽力H_c等直流磁特性；

硬磁材料：退磁曲线、矫顽力H_c、剩余磁感应强度B_r和最大磁能积(BH)_max；

此外，还有弱磁材料的磁化率κ，软磁材料的音频损耗和磁导率等。

2．磁记录材料特性参数的测量

目前国内开展计量测试的磁记录材料包括磁带(录音磁带、录像磁带、计算机磁带)，软磁盘和磁卡。所测试的特性参数分机械特性(尺寸、强度、变形等)和电磁特性两大方面。不同的测试对象，所需测量的电磁参数不尽相同。如录音磁带，根据国际电工委员会(IEC)的建议，须测量十项：基准偏磁比、最大输出磁平、相对分辨率(灵敏度)、基准磁平－偏磁噪声比、信号－偏磁噪声比、基准磁平－直流噪声比、基准磁平－复印效应比、消磁衰减、不均匀性和跌落噪声。对于录像带，除了有关的磁性参数外，还需测量以下电性能参数：R．F．输出－亮度、R．F．输出－色度、视频信杂比、视频加权信杂比、色度信杂比(调幅)、色度信杂比(调相)和失落等。

磁带参数的测试大部分直接依赖于基准带和校准带两项磁带的计量标准。量值的传递和统一也主要是通过基准带和校准带来进行的。所谓基准带是一种精选出来的、具有规定特性的、能跟其它磁带进行比较的未录磁带(空白带)，而所谓校准带(也可称测试带)则是一种已录有符合规定特性的一系列信号、用来校准重放设备(录音机、录像机)的标准磁带，它是录音、录像机生产和高级专用录音录像机使用过程中所不可缺少的一项计量标准，对于不同规格的磁带，都要有一种不同的校准带。

对基准带和校准带的磁性能测试，实际上可归结为各种磁平量的测试，其中最主要的一项是“短路带磁通”的测量。所谓“短路带磁通”是指：流经磁阻为零，在无限长度内与磁带表面紧密接触的重放磁头的磁通，简称带磁通。短路带磁通以每米磁迹宽度的纳韦伯数表示，正弦情况下，一般指有效值。

按IEC和我国国标的规定，对3．81mm盒式录音带，315Hz0dB磁平时的带磁通不应低于250nWb／m，对6．3mm广播录音带，1kHz0dB磁平时的带磁通不应低于320nWb／m。短路带磁通的测量是采用上面提到过的感应冲击法，即先用互感线圈对冲击检流计常数进行定值，然后用抽拉法直接从冲击检流计的读数得到直流带磁通的数值，再通过一定的转换手段最后得到交流0dB磁平的短路带磁通值。我国在中国计量科学研究院建立有相应的标准装置，开展录音、录像磁带、软磁盘和磁卡的电磁性能及相应的计量测试设备的检定和测试工作。

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