evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 24
Текст из файла (страница 24)
110 По', основной кривой намагничивания (ОКП) можно построить кривую зависимости относительной магнитной проницаемости от магнитного поля: (3.13) д„(Н) = В(Н)йде/Н). 3.2.2. Динамические характеристики Дшюмическими называются характеристики. определяемые в переменных полях. Они зависят как от материала, так и от условий, при которых производится их определение (от формы образца, от гюраметров намагннчивающего тока, режима намагничивания и т.п.) . Влияние вихревых токов, магнитной вязкости и других процессов деформирует гистереэисную петлю таким образом, что она становится ближе к эллипсу (особенно в области слабых токов и высоких частот).
Такая кривая называется динамической петлей. Геометрическое место вершин динамических петель называется динамической кривой намагничивания. В число основных динамических характеристик входят различные виды магнитной проницаемости и магнитные потери в материале при его намагничивании. Так, в случае, если динамическая не~ля имеет форму эллипса, вводят понятие комплексной магнитной проницаемости: и = В/(д Н) = д е = д, — )д — Гб (3.14) где В и Н вЂ” комплексы эквивалентных синусоид магнитной индукции и напряженности; д = 1д„! =ъ/Д+ дз = В 1деН вЂ” модуль комплексной проницаемости, который называется амплитудной магнитной проницаемостью", 1йб = дз/д~ — тангенс угла магнитных потерь.
Эквивалентные синусоиды выбириотся хакими, чтобы динамическая петля имела ту же форму, что и при реальных магнитной индукции и напряженности, которые, как правило, не являются синусоидами одновременно. Полные потери на динамическое перемагничнвание характеризуются площадью динамической петли. Поскольку динамические характеристики зависят от условий, при которых они определяются, эти условия в каждом конкретном случае должны быть четко оговорены. З.З.
ОПРЕДЕПЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНЫХ МАТЕРИАПОВ Основным методом определения статических характеристик является индукционно-импульсный. Он реализуется при помощи балли- 111 стической установки, схема которой приведена на рис. 3.8. Катушка Х,1 служит для намагничивания образца, катушки Ь2 и ХЗ являются измерительными, Намагничивающая катушка Х,1 н измерительная катушка Ь2, прецназначенная для измерения магнитной индукции, охватывают образеп„тогда как катушка Х,З, с помощью которой измеряют напряженность магнитного поля, располагается у поверхности образца, не охватывая его.
Образцовая катушка взаимной иштуктивности Мс обмотками Х4 и Е5 используется для градуировки баллистического шльванометра РС. Пель питания содержит источник постоянного напряжения, амперметры РА1 и РА2 с реосгатами В1 н В2. Переключатель ЮАЕ позволяет подключать источник питания либо к намагничввающей катушке Х1, либо к первичной обмотке Х5 катушки взаимной ицпуктивности М Переключатель ЯА2 позволяет менять полярность напряжения, подаваемого на катушки Х1 илн Л5, Ключ БВ служит для успокоения подвижной части гальванометра Рб„переключатель ЛАЗ позволяет закоротизь ту часть цепи питания.
которая состоит из амперметра РА2 и реостата И2 и используется только при определении точек петли гистерезиса. Переключатель,М4 дает возможность подключать гальванометр РС либо к катушке Х2 для определения магнитной индукции, либо к катушке ХЗ для определения напряженности магнитного поля. Машзины сопротивления ВЗ и В4 позволяют изменять чувствительность измерительной цепи. Экспериментальное определение постоянных по мапштному потоку Ся, и Ся~, необходимых для измерения В и Н, производится при 112 установке переключателя ЯА1 в положение 2 При этом переключатель ЗАЗ должен быть замкнут.
Переключатель ЯА4 устанавливается в требуемое положение (в положение 1 для определения Сф н в положение 2 для определения СфВ). Процедура определения постоянных совпадает с описанной в 8 3.1. Направление тока в обмотке ЬЗ изменяется при помощи переключателя ЯА2. В качестве примера определении статических характеристик (жссмотрим получение основной кривой намагничивания. Прежде чем приступить к получению точек этой кривой, магнитный образец следует размагнитить. Для размагничивания переключатель БА1 ставят в положение 1, а переключатель ЛАЗ вЂ” в замкнутое положение. Затем реостатом Ю1 устанавливают в катушке Х1 максимальное зна ~ение намагничивающего тока.
После этого ток в катушке Х. | медленно уменьшают до нуля, многократно меняя его направление переключателем ВА2. После размагничивания можно приступить к получению первой точки основной кривой намагничивания. В катушке Х,1 устанавливают некоторое значение намагннчивающего тока 1, и производят магнитную подготовку образца, заключающуюся в многократном (8-10 раз) изменении направления тока 1,. При этом переключатель ЯА4 должен находиться в нейтральном положении, т.е. гальванометр РС должен быть отключен. Цель магнитной подготовки — добиться устойчивого, стабильного магнитного состояния образца.
Ток |, возбуждает магнипюе поле ХХы напряженность которого измеряется посредством измерительной катушки ХЗ н баллистического гальванометра РС (переключатель БА4 находится в положении 2). Направление тока в катушке Х,1 быстро изменяется на противоположное переключателем ЬА2 и производится отсчет первого максимального отклонения указателя баллистического гальванометра а .
На основании соотношений, аналогичных приведенным в й 3.1, можно получить О~ = СфВапВ1/2доизаз. (3.15) Вз = С а /2изэю (3.16) В (3.15) и (3.16) символами и~ю из и аз, зз обозначены числа витков и площади катушек Х,2 и Х,З. Последующие точки основной кривой / намагничивания находятся аналогично первой, но при больших зна- 113 Для измерения магнитной индукции В, переклнвютель 244 должен находиться в положении 1. При этом к баллистическому гальванометру подключается измерительная катушка Х.2. Изменение направления тока в катушке Х1 приводит к перемагничнванию образца и наведению в катушке Х.2 ЭДС. Первое максимальное отклонение указателя балли. стического гальванометра а связано со значением магнитной индукции В ~ соотношением чениях тока намагничивания (1г < 1г < 1з ° ).
При помощи баллистической установки можно определить точки петли гистерезиса, а также некоторые важные статические параметры, такие, как коэрцитивная сила, коэффициент прямоугольностн и др. ЗА. ОЛРИДВЛВНИВ ДИНАМИЧВСКИХ ХАРАКТВРИСТИК МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Одним из удобных способов определения динамических характеристик является осциллографический. Схема установки приведена на рис.
3.9,. При прохождении переменного тока по первичной намагничивающей катушке Е1 в измерительной катушке 1.2 наводится ЭДС, мгновенное значение которой согласно закону электромагнитной индукции е(г) = — югагЖ/г11. 1 1 югйгВ Уг = — 1Ыг — ( е(г)Ф =— С ЮгС л с (3.17) Как видно нэ рис. 3.9, последовательно с намагннчиваюшей обмоткой 1,1 включен резистор к1, падение напряжения на котором после усиления подается на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа. Это напряжение пропорционально намагничивающему току Ц =И„а следовательно, и магнитному полю 8: (1г = АгШ/гг,.
(3.18) 114 Таким образом, для того чтобы напряжение, приложенное к вертикальным пластинам осциллографа, было пропорционально магнитной индукции в сердечнике, необходимо ЭДС проинтегрировать по времени. В качестве интегрирующей используется КОщепочка, состоящая из й2 и С. Выходное напряжение интегрирующего контура Зто напряжение после усиления подается на вертикально отклоняющие пластины. В формулах (3.17) и (3.18) ю,, юз — число витков катушек Х,Х и Х,2; 1 — средняя длина витка катушки АХ; зт — площадь витка катушки Х,2. Итак, на вертикальные пластины осциллографа подается напряжение, мгновенное значение которого пропорционально индукции в сердечнике, а на горизонтальные — напряжение, мгновенное значение которого пропорционально напряженности поля.
На экране осциллографа вццна динамическая петля гистерезиса, по которой можно определить интересующие наблюдателя параметры. г ц ИЗМЕРЕНИЕ НЕЗЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 4.1. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ПРИБОРОВ ДЛН ИЗМЕРЕНИЯ НЕЗЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Приборы для измерения неэлектрических величин или отдельные их преобразователи в рабочих условиях подвергаются воздействию различных неблагоприятных условий, ухудшающих их точность. Одним из методов уменьшения погрешности является структурный метод. По этому методу прибор строится из преобразователей, подверженных действию влияющих величин, но его структурная схема выбирается такой, чтобы частные погрешности отдельных преобразователей взаимно компенсировались. Структурный метод позволяет построить '*хороший" прибор, используя "плохие" преобразователи.
Структурная схема прибора во многом определяет его свойства. Приборы, построенные по простым схемам, обычно дешевле н надежнее приборов, построенных по сложным схемам. Однако усложнение схемы приводит к прибору с лучшими метрологическими характеристиками: меньшей погрешности, меньшей инерционности и т.д. 4.1.1. Лосяедователыюе соединение преобразователей ХХоследовательиой схемой соединения преобразователей называется такая, прн которой входной величиной каждого последующего преобразователя служит выходная величина предыдущего.
Входной величиной первого преобразователя является измеряемая величина. 11тдельные преобразователи могут иметь более сложную структуру. Примером схемы с последовательным соединением преобразователей является структурная схема термоанемометра (прибора для изме. рения скорости газов). Датчик (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
