bod 4 · 72/2004 Sb.

2.2.4 Měřicí sestava

2.2.4.1 Měření magnetické indukce
Změny magnetické indukce ve vzorku se určují integrováním napětí indukovaného v měřicí cívce navinuté nebo nasunuté na vzorek.
Měřicí cívka musí být navinuta nebo nasunuta co nejtěsněji na vzorek a musí být symetrická s ohledem k čelním plochám vzorku. Přívody musí být těsně zkrouceny, aby se neindukovala napětí do smyček přívodů měřicí cívky.
Rozdíl magnetické indukce v měřicí cívce ∆B_ap mezi dvěma časovými okamžiky t₁ a t₂, nekorigovaný se zřetelem k magnetickému toku vzduchem, je dán rovnicí:
$∆ B_{a p} = B_{2} - B_{1} = \frac{1}{A N} \int_{t_{1}}^{t_{2}} U d t 7$
kde
B₂ je magnetické indukce ve vnitřním prostoru měřicí cívky v okamžiku t₂ v T,
B₁ je magnetická indukce ve vnitřním prostoru měřicí cívky v okamžiku t₁ v T,
A je plocha průřezu vzorku v m²,
N je počet závitů měřicí cívky,
$\int_{t_{1}}^{t_{2}} U d t j e i n t e g r o v a n é i n d u k o v a n é n a p ě t í v m ě ř i c í c í v c e v e W b z a č a s o v ý i n t e r v a l t_{2} - t_{1} v s .$
Tento rozdíl magnetické indukce ∆B_ap se musí korigovat se zřetelem k magnetickému toku vzduchem ve vinutí měřicí cívky. Rozdíl magnetické indukce ∆B ve vzorku mezi časovými okamžiky t₂ a t₁ je dán rovnicí:
$∆ B = ∆ B_{a p} - μ_{0} ∆ H A_{t} - A / A (8)$
kde
μ₀je magnetická konstanta rovnající se 4π. 10^-7 H/m,
∆H je rozdíl v měřených hodnotách intenzity magnetického pole v A/m,
A_t je plocha závitů měřicí cívky vztažená k jednomu závitu v m².

2.2.4.2 Měření magnetické polarizace
Rozdíly magnetické polarizace ve vzorku se určují měřením integrovaného napětí indukovaného v dvojité měřicí cívce, kde vzorek obepíná jen jedna z těchto cívek. Tyto jednotlivé cívky musí mít stejnou celkovou plochu závitů a jsou sériově zapojeny v opozici. Rozdíl magnetické polarizace ∆J ve vzorku je dán rovnicí:
$∆ J = J_{2} - J_{1} = \frac{1}{A N} \int_{t_{1}}^{t_{2}} U d t 9$
kde
J₂ je magnetická polarizace ve vzorku v okamžiku t₂ v T,
J₁ je magnetická polarizace ve vzorku v okamžiku t₁ v T,
A je plocha průřezu vzorku v m²,
N je počet závitů měřicí cívky obepínající vzorek,
$\int_{t_{1}}^{t_{2}} U d t je integrované indukované napětí v měřicí cívce ve Wb za časový interval t_{2} - t_{1} v sekundách .$
Obě cívky dvojité měřicí cívky musí ležet v oblasti homogenního magnetického pole definovanému rovnicemi (2) a (3).

2.2.4.3 Měření intenzity magnetického pole
Intenzita magnetického pole na povrchu vzorku je shodná s intenzitou magnetického pole uvnitř vzorku jen tam, kde vektor intenzity magnetického pole je rovnoběžný s povrchem vzorku. Proto se senzor měřidla intenzity magnetického pole musí umístit do oblasti homogenního magnetického pole co nejblíže vzorku a symetricky vzhledem k čelním plochám vzorku (viz obrázek 1).
K určení intenzity magnetického pole se používá plochá měřicí cívka, magnetický potenciálmetr nebo Hallova sonda s odpovídajícími měřidly. Rozměry senzoru a jeho umístění musí být takové, že bude v oblasti omezené poloměrem d₂ podle rovnic (2) a (3).
Vzduchová mezera mezi vzorkem a pólovými nástavci se minimalizuje tak, aby se redukovaly chyby měření.
Čelní plochy pólových nástavců musí být magneticky ekvipotenciální, viz rovnice (3). U některých materiálů permanentních magnetů s vysokou hodnotou remanence, koercivity nebou obou současně může být hodnota magnetické indukce vyšší než 1,0 T nebo 1,2 T. To může generovat nevhodně vysokou hodnotu magnetické indukce v částech pólových nástavců přilehlých ke vzorku. V takových případech čelní plochy pólových nástavců nejsou ekvipotenciálními plochami a mohou vzniknout větší chyby měření.

2.2.4.4 Stanovení demagnetovací křivky
Demagnetovací křivka se může získat nebo zaznamenat jako B-H nebo J-H graf. Přeměna původně získaného B-signálu na J-signál a naopak se může provést elektricky nebo numericky odečtením respektive přičtením μ₀H podle rovnice (1).
Stanovení B-H křivky je popsáno v bodě 2.2. Stanovení J-H křivky je obdobné, magnetická indukce B se v odpovídajících vzorcích a křivkách zamění magnetickou polarizací J.
Měřicí cívka užívaná pro měření B nebo J se připojí ke kalibrovanému integrátoru magnetického toku, který je nastaven na nulu. Vzorek se vsune do měřicí cívky, upne se do elektromagnetu a magnetuje se do nasycení. Magnetující proud se sníží na velmi malou hodnotu, nulu, nebo je-li potřeba opačnou polaritu, aby se dosáhlo nulové hodnoty intenzity magnetického pole ve vzorku. Odpovídající hodnota magnetické indukce nebo magnetické polarizace se zaznamená.
Při opačné polaritě proudu než při magnetování do nasycení se hodnota proudu zvětšuje až intenzita magnetického pole projde hodnotou koercivity H_cB nebo H_cJ. Rychlost změny intenzity magnetického pole musí být taková, aby nedocházelo k fázovému posunu mezi B a H nebo vzniku vířivých proudů ve vzorku. U některých materiálů je zřetelné časové zpoždění mezi magnetickou indukcí a intenzitou magnetického pole. V takových případech musí být časová konstanta integrátoru magnetického toku vhodně dlouhá s nízkým nulovým driftem, aby byla zajištěna správná integrace. Odpovídající hodnoty H a B nebo H a J na demagnetovací křivce se získají buď z plynulého zápisu křivky zapisovačem připojeným na výstupy přístroje měřícího intenzitu magnetického pole a integrátoru magnetického toku nebo měřením bod po bodu intenzity magnetického pole a magnetické indukce nebo magnetické polarizace.

2.2.4.5 Stanovení význačných bodů a hodnot demagnetovací křivky
Remanence se stanoví jako hodnota B nebo J průsečíku demagnetovací křivky s osou B nebo J.
Koercivita H_cB se stanoví jako hodnota H průsečíku demagnetovací křivky s přímkou B = 0, koercivita H_cJ se stanoví jako hodnota H průsečíku demagnetovací křivky s přímkou J = 0.
Maximální součin (BH)_max je maximální hodnota absolutních hodnot součinů odpovídajících hodnot B a H. Stanoví se například některou z následujících metod:

a) přímým čtením nebo interpolací ze souboru křivek B.H = konstanta, na který je demagnetovací křivka zaznamenána,

b) vyčíslením součinů B.H pro množství bodů demagnetovací křivky a ujištěním se, že maximální hodnota je zahrnuta,

c) násobením B a H elektronicky a zaznamenáním tohoto součinu jako funkce B nebo H,

d) geometrickým zjištěním takového bodu (B,H) demagnetovací křivky, v kterém je tečna k demagnetovací křivce rovnoběžná se spojnicí bodů (B, 0) a (0, H) a vyčíslením tohoto součinu B.H.

2.2.4.6 Stanovení vnějších podmínek
Měření se musí provádět při teplotě vnějšího prostředí 18 °C až 28°C. Teplota vzorku se musí měřit nemagnetickým teplotním sensorem připevněným k pólovým nástavcům elektromagnetu. Teplotní závislosti měřicích přístrojů (například Hallovy sondy) se musí zahrnout do výpočtů a vyhodnocení.