电工装备在设计、制造与运行过程中存在大量的磁、热、结构力场问题,而且往往是多种物理因素耦合在一起作用。大型多物理场耦合问题的精细分析十分困难,究其原因,如何获取材料的物性参数,以及如何设计能够获取该耦合参数的测量装置是核心问题。现代电机、变压器的铁心中广泛采用电工钢片,其磁特性兼具磁滞、涡流、非线性、各向异性等特点,同时依赖于温度、应力等外部因素。因此,在求解含有电工钢片材料的多物理场耦合问题时就必然要考虑这些因素对磁特性的影响。本文主要解决温度与应力耦合作用下电工钢片矢量磁特性测量的一些关键技术问题。首先,本文以如何提高测量样片中的磁通密度和保证测量区域的高磁场均匀度为目标,以单片测量器为基础,设计了一台垂直正交的双磁轭结构。由于考虑应力的加载,被测样片沿轧制和垂直轧制方向被切成十字形状。温度的加载是通过温度控制表设定目标温度,发出PWM控制信号,驱动继电器,给陶瓷加热片供电,从而对被测样品加热,同时利用贴片式热电阻检测被测样片测量区域上表面的温度,实时反馈给温度控制器进行调节。应力的加载是先确定目标拉(压)力值,然后通过控制器控制直线电机工作,利用力传感器检测被测样片水平拉(压)力值,通过与目标结果进行对比,实时调节。采用组合矢量B-H传感器实现电工钢片矢量磁特性的测量。矢量磁通密度B信号的检测采用“探针法”,避免B线圈法打孔绕线对样品的破坏,并简化了样品准备难度。矢量磁场强度H信号的检测采用“双复合H线圈法”,H线圈系数采用专门设计的长直螺线管配合测量软件获取。组合矢量B-H传感器测量的有效性通过和德国BROCKHAUS公司研制的单片测量器的测量数据进行比对验证。比总损耗通过基于坡印廷定理推导的公式计算得到。整个测量系统由PXIE嵌入式控制器、数据采集卡、低通滤波器、功率放大器、隔离放大器、整体测量装置等组成。并编写电工钢片矢量磁特性测量软件。最后,在交变磁化和旋转磁化下,本文分别测量了无取向电工钢片B50A600样品在不同磁化角度、磁通密度以及轴比下的磁特性;测量过程中温度的变化范围为室温~200℃,拉(压)力矢量的方向设置为RD或TD方向,变化范围为-20MPa~+20MPa。根据测量结果总结出温度和应力耦合依赖下电工钢片矢量磁特性的演化规律。