Depuis 1982, les mesures de coercivité en circuit magnétique ouvert sont régies par plusieurs normes, par exemple la CEI 60404-7:1982 et la norme EN 10330:2015. En 2019, la 2e édition de la CEI 60404-7:2019 a été publiée. Un an plus tard, elle a été adoptée par le CENELEC en tant qu'EN IEC 60404-7:2020. Il s'agit d'une révision majeure de la norme qui comprend quelques changements importants. Les sections suivantes ont pour but d'expliquer les principales différences et de donner une vue d'ensemble des changements les plus importants de la norme et de leurs effets directs sur l'industrie. Elles ne remplacent toutefois pas l'étude de la nouvelle norme.
Fig. 1 : Chronologie des normes régissant les mesures de coercivité dans le circuit magnétique ouvert, avec un accent particulier sur le CENELEC et la zone DIN.
Quels sont les principaux changements apportés par la nouvelle édition ?
Par rapport à l'édition précédente, les principaux changements sont les suivants :
- la norme a été limitée aux mesures de coercivité de 0,2 A/m à 160 kA/m
- l'exigence d'un blindage magnétique des champs de bruit magnétique a été introduite
- les méthodes de mesure ont été regroupées en méthodes intégrales et non intégrales et les limitations de taille et de forme ont été incluses.
Quels sont les conséquences et les avantages pour l'utilisateur ?
Conséquence directe de la révision de la norme, les utilisateurs et les fabricants d'équipements de mesure doivent vérifier si les appareils sont toujours conformes à la nouvelle EN CEI 60404-7:2020. Les sections suivantes donnent plus de détails sur les conséquences et les avantages de la nouvelle norme pour l'utilisateur.
Restriction aux coercivités comprises entre 0,2 A/m et 160 kA/m
Fig. 2 : Diagramme illustrant les échantillons mesurables selon la norme EN IEC 60404-7:2020.
La restriction de la norme aux échantillons dont la coercivité est inférieure à 160 kA/m a pour conséquence que cette norme ne peut pas être appliquée à des échantillons dont la coercivité est aussi élevée. Il n'existe pas de successeur direct de la norme CEI 60404-7:1982 pour de tels échantillons. Toutefois, la norme CEI TR 63304 donne un aperçu des mesures en circuit magnétique ouvert pour les aimants permanents et doit être utilisée comme référence.
Blindage magnétique
Fig. 3 : Appareils de mesure conformes à la norme EN CEI 60404-7:2020, y compris le blindage magnétique.
Les mesures conformes à la norme EN CEI 60404-7:2020 nécessitent désormais un blindage magnétique pour éviter les champs de bruit magnétiques. L'appareil doit compenser toute influence du blindage sur la mesure. Les appareils dépourvus de ces caractéristiques ne peuvent plus être utilisés conformément à la norme CEI 60404-7.
Dans le passé, il était nécessaire de placer un appareil dépourvu d'une telle caractéristique dans une zone sans champs de bruit magnétique pour obtenir des résultats fiables. Cela comprenait l'orientation de la bobine par rapport au champ magnétique terrestre. L'obligation faite aux fabricants de fournir un blindage magnétique permet à l'utilisateur d'obtenir des résultats fiables en toute sécurité, même dans un environnement industriel plus rude.
Mesures d'échantillons non ellipsoïdaux
Fig. 4 : Aperçu des méthodes de mesure dans les normes EN 10330:2015 et EN IEC 60404-7:2020.
La nouvelle édition de la norme EN IEC 60404-7:2020 établit de nouvelles normes pour la mesure d'échantillons non ellipsoïdaux. Ces échantillons étant plutôt la norme que l'exception, ils revêtent une grande importance pour l'utilisateur. Selon la nouvelle norme, il n'est possible de mesurer ces échantillons qu'en utilisant la méthode IEC 60404-7 de type B.
Les appareils conformes à la méthode A utilisent des capteurs magnétiques (éléments à effet Hall ou fluxgates différentiels) à proximité de l'échantillon pour mesurer le champ de l'échantillon (voir figure 4). Comme ces mesures sont fortement influencées par la forme de l'échantillon, il n'est pas possible d'effectuer des mesures sur des échantillons autres que des ellipsoïdes conformément à la norme EN CEI 60404-7:2020.
Fig. 5 : Distribution de la polarisation magnétique sur la longueur d'un barreau cylindrique (à gauche) et courbe d'hystérésis illustrative correspondante (à droite) : la polarisation magnétique est nulle à l'extrémité de l'échantillon (HcJ selon la méthode A, rouge) ; la somme moyenne de la polarisation magnétique est nulle (HcJ selon la méthode B, vert foncé) ; la polarisation magnétique est nulle au centre du barreau (orange).
Cette exigence supplémentaire reflète la constatation que la polarisation magnétique devient nulle d'abord sur les bords de l'échantillon et seulement plus tard au centre. Ainsi, en fonction de la position de mesure, la coercivité peut varier pour un échantillon non ellipsoïdal. Seules les mesures intégrales, à l'extérieur de la bobine de champ (EN IEC 60404-7:2020 méthode B), offrent la possibilité de caractériser la coercivité de l'ensemble de l'échantillon.
En outre, la norme IEC 60404-7 exige que les échantillons non ellipsoïdaux et inhomogènes soient mesurés à chaque extrémité afin d'améliorer encore la précision de la mesure.
FOERSTER propose la famille de produits KOERZIMAT HCJ, qui permet d'effectuer des mesures conformes à la nouvelle norme EN IEC 60404-7:2020, en particulier pour les échantillons de forme complexe. Si vous avez des questions concernant la nouvelle norme et nos solutions, n'hésitez pas à nous contacter ici.
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