Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

старта (трогания) Я с т , т. е. поле, соответствующее началу резкого изменения потока в материале образа.

5. Коэффициент переключения материала (или коэффициент перемагпичивания) S„. определяется импульсом поля, необходимым для изменения состояния материала от'—Вѵ до +-ВМакс в сердечнике, имеющем единичные размеры и один виток намагничивающей обмотки:

6. Скорость перемагпичивания материала и ее зависимость от амплитуды намагничивающего поля:

(ft — /5 (ЯМакс)-

В зависимости от условий работы элемента, содержащего маг­ нитный материал, его назначения, полезны те или иные характери­ стики. Так, например, для импульсных трансформаторов наиболее интересны первые три характеристики, а для элементов вычислитель­ ной техники с ГШГ больший интерес представляют последние три характеристики.

Для оценки материалов, работающих в режиме импульсного намаг­ ничивания, используют, кроме приведенных здесь, и ряд других ха­ рактеристик.

37. Аппаратура и образцы для испытаний

Испытание в замкнутой магнитной цепи. Испытания магнитных материалов стремятся проводить при равномерном намагничивании материала, когда индукция в различных сечениях образца одинакова. Магнитная цепь при испытаниях может быть замкнутой или разом­ кнутой. Выбор того или иного метода намагничивания обусловлен рядом факторов — удобством определения заданной характеристики, заданной точностью, имеющейся в наличии аппаратурой и т. д.

Наилучшей формой образца для испытания магнитного материала в замкнутой магнитной цепи является кольцо. Кольцевые образцы при правильном выборе их размеров не испытывают влияния собст­ венных полей рассеяния и обеспечивают равномерное намагничивание.

Намагничивающая и измерительная обмотки навиваются по пери­ метру кольца поверх тонкого слоя изоляции, причем измерительная обмотка может быть распределенной или сосредоточенной, а намаг­ ничивающая обмотка обязательно должна быть равномерно распреде­ лена по всему периметру кольца. Напряженность намагничивающего поля в этом случае подсчитывается по формуле

281

где / / — напряженность намагничивающего поля; w — число витков намагничивающей обмотки; / — ток в намагничивающей обмотке; Rcp — средний радиус кольца.

При выборе размеров образца необходимо учитывать, что внут­ ренний и наружный периметры кольца различны, что ведет к нерав­ номерному намагничиванию материала и появлению погрешности при подсчете напряженности поля.

цов и накладывание на них обмоток отличаются сложностью. Пермеаметры. Ввиду сложности изготовления кольцевых образ­

цов и невозможности получения в них больших намагничивающих полей при испытании магнитных материалов часто пользуются специ­ альными устройствами, называемыми пермеаметрами, которые поз­ воляют проводить испытание образцов в виде полос и стержней пря­ моугольного и круглого сечения в замкнутой магнитной цепи.

Основными частями пермеаметра являются: ярмо, которое служит для создания замкнутой магнитной цепи; намагничивающее устрой­ ство и измерительные катушки для определения магнитной индук­ ции и напряженности магнитного поля. В некоторых пермеаметрах измерительные катушки либо одна из них могут отсутствовать. Тогда для определения магнитной индукции на образец навивается спе­ циальная обмотка, а напряженность поля определяется по парамет­ рам намагничивающей катушки и силе тока в ней.

Рассмотрим устройство двух наиболее распространенных типов пермеаметров. На рис. 203 схематично показано устройство пермеа­ метра сильных полей (до 6 105 А/м), служащего для определения магнитных характеристик высококоэрцитивных сплавов для посто­ янных магнитов. Между двумя массивными полуярмами 1, изготов­ ленными из электротехнической стали, зажаты с помощью винта (на рис. 203 не показанного) вкладыши 2 с Т-образными полюсными наконечниками 3, перемещая вкладыши 2, можно изменять расстояние между полюсными наконечниками 3, что позволяет проводить испыта­ ния на образцах различной формы и размеров. Между полюсными на­ конечниками зажимается образец 4. Намагничивающие катушки 5 соединены между собой последовательно. Для определения магнит­ ной индукции в образце на него навивают измерительную обмотку WB .Напряженноств магнитного поля измеряется при помощи катушки

282

WH, которая плотно прилегает к образцу п в момент измерения уда­ ляется от него при помощи специального устройства (на рис. 203 не показанного). Изменение магнитного потока, сцепляющегося с вит­ ками измерительной Катушки, при удалении катушки из поля опре­ деляется соотношением

где (ws)u — постоянная катушка для измерения напряженности поля. Напряженность / / приближенно равна напряженности поля в образце, так как на границе двух сред тангенциальная составляю­

щая напряженности магнитного поля не изменяется, а в данном слу­ чае напряженность поля определяется ее тангенциальной составля­ ющей.

Устройство пермеаметра средних полей (до 8-101 А/м) схема­ тично показано на рис. 204. Пермеаметр, также имеет массивное ярмо 1, изготовленное из электротехнической стали и состоящее из двух половин, укрепленных на салазках, которые могут перемещаться. Образец 2 помещается внутри намагничивающей катушки 3 и зажи­ мается между полуярмами; для обеспечения возможности испытания образцов различной формы пермеаметр снабжается набором полюс­ ных наконечников 5,4 — измерительная катушка гѵв-

Испытание магнитномягких материалов с высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой проводить в пермеамет­ рах не рекомендуется, так как на результатах измерения значительно сказывается влияние ярма. При испытаниях подобных материалов используются обычно кольцевые образцы или в случае невозможно­ сти их изготовления испытания проводятся в разомкнутой магнитной цепи.

Испытания в разомкнутой магнитной цепи. Образец из испытуе­ мого материала с навитой на него измерительной обмоткой и>в поме­ щается в центре на оси намагничивающего соленоида. Индукция в образце определяется с помощью обмотки и>в и баллистического гальванометра. Вычисление напряженности намагничивающего поля осложнено необходимостью учета собственного поля образа.

283

Намагничивающее ноле определяется соотношением

применяется для определения коэрцитивной силы и магнитных моментов.

38. Определение статических характеристик

магнитных материалов

Индукционно-баллистический способ. В зависимости от вида определяемой характеристики, требуемой точности и условий экспери­ мента применяют различные способы измерения и приборы. Наиболее распространенным при определении статических характеристик маг­ нитных материалов является индукционно-баллистический способ (ранее его называли баллистическим).

Принципиальная схема установки для испытания магнитных

чается к намагничивающей катушке НК (положение 1) или к первич­ ной обмотке катушки взаимной индуктивности M (положение 2), ко­ торая используется как мера магнитного потока при градуировке баллистического гальванометра. Намагничивающая катушка H К

284

предназначена для намагничивания испытуемого магнитного мате­ риала.

Измерительная часть схемы состоит из двух измерительных кату­ шек — катушки для измерения магнитной индукции шв и катушки для измерения напряженности намагничивающего поля wa, балли­

При помощи переключателя По баллистический гальванометр вклю­ чается либо в цепь катушки іѵв для измерения магнитной индукции, либо в цепь катушки «"я.для измерения напряженности намагничи­ вающего поля. Ключ К1 предназначен для успокоения подвижной

баллистического гальванометра. Он должен находиться в пределах

В ряде случаев диапазон изменения В и Я по петле гистерезиса настолько велик, что возникает необходимость изменения чувстви­ тельности схемы при определении различных участков петли гисте­ резиса, а следовательно, и раздельной градуировки гальванометра для каждого из участков.

б. Определение постоянной баллистического гальванометра (для В и дляЯ). Для определения постоянной баллистического гальванометра по магнитному потоку обычно используется катушка взаимной индук-

285