evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 28

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 28)

5.2F2XIw2. I \ щ?2JIDR-(L/wJJ<fl=-Ww^[G(R2)-Q(h)]-где б — к о л и ч е с т в о э л е к т р и ч е с т в а .Интегрирование с учетом начальных и конечных условийФ ( г а ) = 0,Ф ( * 0 = Ф,ОМг)=fi= 0,Q(h) = О,i(t2)= ОдаетДФ= Ф=Посколькуметра(см.(3.4)(R/w^Q.первыйотброс 05указателя баллистическогогальвано­§ 2.2) с в я з а н с к о л и ч е с т в о м электричества в импульсе т о к асоотношением«б=S$Q'то=Ф = ( * / v X (<W»A>(3.5)где С ф — п о с т о я н н а я г а л ь в а н о м е т р а п о м а г н и т н о м у п о т о к у ( ц е н а деле­ния) , которая определяется экспериментально.С х е м а д л я о п р е д е л е н и я С ф п р е д с т а в л е н а н а р и с . 3.2.

П р и переклю­чении п е р е к л ю ч а т е л я SAтокавобмоткеwxиз п о л о ж е н и я 1катушкивположение 2 направлениев з а и м н о й индуктивности изменится нап р о т и в о п о л о ж н о е , т . е . AI = 2Ii, и во в т о р и ч н о й о б м о т к е п р о и з о й д е т из­менение потока, равноеД Ф 2= М Д / ,=М о 2 / , ,где М — к о э ф ф и ц и е н т в з а и м н о й и н д у к ц и и к а т у ш к и .Т а к о е и з м е н е н и е п о т о к а Д Ф п р и в о д и т к о т к л о н е н и ю с т р е л к и балли­стического106г а л ь в а н о м е т р а а5.Следовательно,цена и з м е р и т е л я магнит-ного потокаДФ2/аб = Ж / , / а б .Относительнаяпомощи(3.6)погрешностьбаллистическогоизмерениягальванометрамагнитногообычнопотокасоставляетпридесятыедоли процента.При измерении постоянного магнитногоп о т о к а магнитоэлектричес­к и м в е б е р м е т р о м в к а ч е с т в е п е р в и ч н о г о п р е о б р а з о в а т е л я т а к ж е исполь­з у е т с я и з м е р и т е л ь н а я к а т у ш к а .

В е б е р м е т р п р е д с т а в л я е т с о б о й магнито­электрическиймеханизм,неимеющийпротиводействующегомоментаи р а б о т а ю щ и й в а п е р и о д и ч е с к о м р е ж и м е . С х е м а е г о в к л ю ч е н и я аналогич­насхеме3.1.рис.наявключениябаллистическогогальванометра,показаннойнаВ е б е р м е т р р а б о т а е т с л е д у ю щ и м о б р а з о м . В н а ч а л е измеритель­катушка помещается в измеряемый постоянный магнитный потокФ так, чтобы плоскость ее в и т к о вполю. Затем катушкабыла перпендикулярна магнитномубыстро убирается из области магнитного потока.П р и и з м е н е н и и м а г н и т н о г о п о т о к а , с ц е п л е н н о г о с и з м е р и т е л ь н о й катуш­к о й , Дч/ = м> к Ф, в о з н и к а е т Э Д С , в ы з ы в а ю щ а я т о к в з а м к н у т о й ц е п и .П о д в л и я н и е м т о к а р а м к а в е б е р м е т р а п о в е р н е т с я н а н е к о т о р ы й у г о л ав,причемизменениепотока,с ц е п л е н н о г о с р а м к о й в е б е р м е т р а , Дч/ В= wBBBsBaB, о к а з ы в а е т с я п р и м е р н о р а в н ы м — Дч/.рическойцеписуммарноепотокосцепление=(В з а м к н у т о й элект­стремитсясохранитьсвоезначение.) Т а к и м о б р а з о м ,(3.7)илиФw( bVb/=где wBно;и sBВв—Wk>ав=(С(3.8)4>кЧ >— ч и с л о в и т к о в и п л о щ а д ь р а м к и в е б е р м е т р а соответствен­магнитнаяиндукция,создаваемаямагнитомвеберметра;Сф — цена д е л е н и я веберметра.П о с к о л ь к у постоянная веберметра не зависит от сопротивления цепи,он имеетшкалу,отградуированную вединицахмагнитногопотока —веберах.Из-зараотсутствияможетнулевуюп р о т и в о д е й с т в у ю щ е г о м о м е н т а у к а з а т е л ь вебермет­занимать произвольное положение.

Д л я установления его наотметкупредставляющийшкалысобойприменяют электромеханический корректор,вспомогательныймагнитоэлектрическиймеха­н и з м , р а м к у к о т о р о г о м о ж н о в р а щ а т ь специальной р у ч к о й . Электроме­ханическийкорректорподключаетсяквыводамвеберметра.

Поворотр а м к и к о р р е к т о р а приводит к в о з н и к н о в е н и ю ЭДС, к о т о р а я в ы з ы в а е тврамкение.Этовеберметрапозволяети м п у л ь с т о к а , о т ч е г о р а м к а п р и в о д и т с я в движе­установить указатель нанулевую отметку ш к а л ы .107Веберметр удобно использовать при измерениях магнитного потока,ноегочувствительность и точность уступаютбаллистическогогальванометра.Баллистическиеи з м е р и т е л я м наКлассы точности веберметровгальванометрыивеберметрыможнооснове1,5—2,5.использоватьт а к ж е д л я о п р е д е л е н и я м а г н и т н о й и н д у к ц и и и н а п р я ж е н н о с т и постоян­ногомагнитногоп о л я и с х о д я и з с о о т н о ш е н и й м е ж д у э т и м и величина­ми и магнитным п о т о к о м :В = Ф/5к;(3.9)Н = Ф/(Ло«к).где S(ЗЛО)— площадь витка измерительной к а т у ш к и ;с т о я н н а я (ц0 = 4эт • 1 0 "7/х0— м а г н и т н а я по­Гн/м).Я3 .

1 . 2 . Использование гальваномагнитныхпреобразователейГальваномагнитныминазываютсяпреобразователи,исполь­зующие гальваномагнитные явления, которые возникают при помещениин е к о т о р ы х м а т е р и а л о в в м а г н и т н о е п о л е . К т а к и м я в л е н и я м , в частно­сти, о т н о с я т с я э ф ф е к т ы Х о л л а и Г а у с с а .

Э ф ф е к т Х о л л а з а к л ю ч а е т с я ввозникновении ЭДС наполупроводниковойб о к о в ы х гранях п о м е щ е н н о й в магнитное полепластинки,если понейпротекает т о к . Принципп о с т р о е н и я п р и б о р а д л я и з м е р е н и я м а г н и т н о й и н д у к ц и и с преобразова­т е л е м Х о л л а п р е д с т а в л е н н а р и с . 3 .

3 . Ч е р е з п о л у п р о в о д н и к о в у ю пластин­ку, плоскость которойлю В, от грани ар а с п о л о ж е н а п е р п е н д и к у л я р н о м а г н и т н о м у по­к грани Ъ п р о т е к а е т п о с т о я н н ы й т о к /. На г р а н я х e n dвозникает ЭДСЕх=КВ311( х^ '(где R x — п о с т о я н н а я Х о л л а , з а в и с я щ а я от м а т е р и а л а п л а с т и н к и ;)hтолщина пластинки.Достоинствами приборов на основе эффектаолла я в л я е т с я возмож­ность измерения к а к постоянных, так и переменных магнитных полей,х о р о ш е е п р о с т р а н с т в е н н о е р а з р е ш е н и е б л а г о д а р я м а л ы м р а з м е р а м пре-108образователен.мостьЭДСНедостаткомявляетсясравнительнобольшаязависи­от температуры.

Основная погрешность обычно составляетдесятые д о л и процента, диапазон измерений — от сотых долей до едиництесла.. Э ф ф е к т Гаусса п о л о ж е н в о с н о в у м а г н и т о р е з и с т и в н ы х преобразовате­лей,электрическоес о п р о т и в л е н и е к о т о р ы х и з м е н я е т с я п о д воздейст­в и е м м а г н и т н о г о п о л я .

П р и б о р ы н а э ф ф е к т е Г а у с с а н е п о л у ч и л и широ­когораспространения,поэтомуограничимся лишь указаниемнаихсуществование.3 . 1 . 3 . Использование преобразователей на основеядерного магнитного резонансаП р е о б р а з о в а т е л и этого типа используют к в а н т о в о еядерного магнитного резонансасодержащиеядраатомов,явление( Я М Р ) , к о т о р ы м обладают материалы,имеющихмагнитныймомент(например,в о д а , с о д е р ж а щ а я я д р а а т о м о в в о д о р о д а ) .

Е с л и , о б р а з е ц и з т а к о г о ма­т е р и а л а п о м е с т и т ь в и з м е р я е м о е п о с т о я н н о е п о л е с и н д у к ц и е й В-и,к р о м е т о г о , в о з д е й с т в о в а т ь н а н е г о п е р е м е н н ы м в ы с о к о ч а с т о т н ы м маг­н и т н ы м п о л е м с и н д у к ц и е й В ^ И и з м е н я ю щ е й с я ч а с т о т о й , т о п р и неко­торомзначении частоты / в о з н и к а е т резонансное поглощение высоко­ч а с т о т н о й э н е р г и и о б р а з ц о м .

Эта ч а с т о т а р а в н а/ =(3.12)(т/2я)Д_где у — г и р о м а г н и т н о е о т н о ш е н и е — в е л и ч и н а , п о с т о я н н а я д л я д а н н о г овида атомов.П р и н ц и п и з м е р е н и я и н д у к ц и и м а г н и т н о г о п о л я п р и п о м о щ и ЯМРпреобразователейс водой)ЯМРПиллюстрируетсярис.3.4.Образец(ампулап о м е щ е н в н у т р ь к а т у ш к и К. К а т у ш к а подключена к высоко­частотному генератору G, поэтому в д о л ь ее оси возбуждается высоко­частотноемагнитноем а г н и т н о г о п о л я В_п о л е В^. П р и и з м е р е н и я х и н д у к ц и и п о с т о я н н о г ополе В ^ должно быть расположено перпендикуляр­но ему. П л а в н о е изменение частоты генератора G п о з в о л я е т установитьчастоту /, на к о т о р о й имеет м е с т о я д е р н ы ймагнитныйрезонансиростпоглощенияв ы с о к о ч а с т о т н о й э н е р г и и я д р а м и вещест­ва.

При резонансе напряжение на зажимахк а т у ш к и К уменьшается, что фиксируетсяеЯМРП4г,В-ILн а э к р а н е о с ц и л л о г р а ф а . Р е з о н а н с н а я часгота / и з м е р я е т с яцифровымр о м Hz. Т е с л а м е т р ы с Я М Р - п р е о б р а з о в а т е л я м и о б л а д а ю т в ы с о к о й т о ч н о с т ь ю ( и х по­грешность может не превышать К Гш и р о к и м диапазоном измерений102Тл).S 4частотоме­4%) и(10~s®—Рис. 3.41093.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ3.2.1.СтатическиехарактеристикиХ а р а к т е р и с т и к и м а г н и т н ы х м а т е р и а л о в , о п р е д е л я е м ы е в по­стоянных или медленно меняющихся магнитных полях, называютсяс т а т и ч е с к и м и .

К о с н о в н ы м с т а т и ч е с к и м х а р а к т е р и с т и к а м о т н о с я т с я на­чальная к р и в а я намагничивания, основная к р и в а я намагничивания ипредельная симметричная петля гистерезиса.Н а ч а л ь н о й к р и в о й н а м а г н и ч и в а н и я н а з ы в а е т с я з а в и с и м о с т ь магнит­н о й и н д у к ц и и В от н а п р я ж е н н о с т и н а м а г н и ч и в а ю щ е г о п о л я Н. В началь­н о м с о с т о я н и и м а т е р и а л д о л ж е н б ы т ь р а з м а г н и ч е н н ы м (Н = О, В = 0 ) .П р и д о с т а т о ч н о м у в е л и ч е н и и Н н а ч а л ь н а я к р и в а я н а м а г н и ч и в а н и я В (//)становится пологой (достигает насыщения) (рис.

3.5). Если движениеп о н а ч а л ь н о й к р и в о й н а м а г н и ч и в а н и я п р е к р а т и т ь , д о с т и г н у в некото­р о й т о ч к и A(HU Bi), и п л а в н о и з м е н и т ь н а п р я ж е н н о с т ь п о л я Н доз н а ч е н и я — H t и о б р а т н о , то к р и в а я з а в и с и м о с т и В (Н) о п и ш е т з а м к н у ­т у ю п е т л ю , н а з ы в а е м у ю симметричной петлей гистерезиса.

К а ж д о й точ­к е н а ч а л ь н о й к р и в о й н а м а г н и ч и в а н и я б у д е т с о о т в е т с т в о в а т ь с в о я гистер е з и с н а я п е т л я . Е с л и в е р х н я я т о ч к а г и с т е р е з и с н о й п е т л и л е ж и т в обла­Рис. 3.6нРис. 3.7сти н а с ы щ е н и я , т о е е ф о р м а и р а з м е р ы б у д у т о с т а в а т ь с я н е и з м е н н ы ­м и . Т а к а я п е т л я н а з ы в а е т с я предельной петлей гистерезиса ( р и с . 3 . 6 ) .П р а к т и к а п о к а з ы в а е т , что п о л у ч и т ь х о р о ш о в о с п р о и з в о д и м у ю началь­ную к р и в у юн а м а г н и ч и в а н и я з а т р у д н и т е л ь н о , п о э т о м у в м е с т о нееп о л ь з у ю т с я б л и з к о й к ней по ф о р м е основной кривой намагничива­ния, к о т о р а я я в л я е т с я г е о м е т р и ч е с к и м м е с т о м в е р ш и н ы с и м м е т р и ч н ы хпетель гистерезиса (рис.

3.7).ПОПо\ о с н о в н о й к р и в о й н а м а г н и ч и в а н и я ( О К Н ) м о ж н о п о с т р о и т ь кри­в у ю з а в и с и м о с т и о т н о с и т е л ь н о й м а г н и т н о й п р о н и ц а е м о с т и о т магнит­ного п о л я :цг(Н) =• •ВЩ)Ыт-(3-13)*3.2.2. Динамические характеристикиДинамическими называются характеристики, определяемые впеременных полях.

Характеристики

Список файлов книги