Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 201

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

тивности с известным коэффициентом взаимной индуктивности 'М. Постоянная баллистического гальванометра определяется при двухтрех значениях тока в первичной обмотке катушки взаимной индук­ тивности, обеспечивающих при изменении направления тока от­ бросы подвижной части гальванометра, соответствующие приблизи­

тельно 1,3, 1 2 и 2 3

длины шкалы. За действительное значение посто­

янной принимается

среднее арифметическое.

Постоянная Сф

находится следующим образом. Переключатель

112 ставят в положение 2, предварительно снизив ток в цепи питания. Переключатель 113 ставят в положение В (или 11). Изменяют направ­ ление тока в первичной обмотке катушки взаимной индуктивности с помощью переключателя 111 и замечают отброс подвижной части баллистического гальванометра ß l m .

Постоянная баллистического гальванометра подсчитываетен по формуле (см. § 35)

пММ

Сф = - 5 — , Во/дел.,

Plot

где Л/ — изменение тока (в случае переключения направления тока

AI = 21).

в. Размагничивание образца. Размагничивание образца произво­ дится путем снижения намагничивающего тока от максимума до нуля при одновременном непрерывном изменении его направления.

Для проведения размагничивания переключатель П2 ставят в по­ ложение 1, увеличивают ток до значения, соответствующего Нт

lfc. и плавно снижают ток, одновременно изменяя его направление с помощью переключателя /77. Гальванометр при этом должен быть отключен (переключатель 113 поставлен в нейтральное положение). Размагничивание может быть проведено и переменным полем с убы­ вающей до нуля амплитудой. Для этой цели применяются специальные размагничивающие устройства.

г. Определение точек основной кривой намагничивания. По опре­ делению, данному выше, основная кривая намагничивания представ­ ляет собою геометрическое место вершин симметричных установив­ шихся петель гистерезиса. Так как для получения установившейся петли необходимо многократное переключение направления тока в намагничивающей катушке, то основная кривая часто называется коммутационной кривой. Определение точек основной кривой начи­ нают с малых значений напряженности поля.

Переключатель П2 ставят в положение 1, т. е. подключают цепь питания к намагничивающей катушке НК. В намагничивающей катушке с помощью реостатов г\ устанавливают силу тока Іъ соот­ ветствующую напряженности намагничивающего поля Нх.

Для получения установившейся петли гистерезиса производят магнитную подготовку, которая состоит в многократном (5—10 раз) изменении направления намагничивающего поля. Цель баллистиче­ ского гальванометра во время магнитной подготовки должна быть разомкнута (переключатель ПЗ поставлен в нейтральное положение). После магнитной подготовки (переключатель П1 находится в поло-

286


жении 1, цепь намагничивающей катушки замкнута) магнитное состояние образца характеризуется точкой а на основной кривой намагничивания (рис. 207).

Для определения магнитной индукции В, необходимо замкнуть цепь гальванометра, поставив переключатель 113 в положение В, и, убедившись, что подвижная часть гальванометра находится в покое,

быстро

изменить

направление

намагни­

 

в

 

чивающего

поля,

переключив

III

из

 

 

положения 1 в положение 2. При этом

 

 

 

 

необходимо отметить

первый

наиболь­

 

 

 

 

ший отброс подвижной части гальвано­

 

Bp

 

метра

 

а 1 т .

Магнитное

состояние

об­

 

By

 

 

разца характеризуется теперь точкой б,

 

 

 

 

 

 

 

так как напряженность поля измени-

 

 

 

Ні.г

ласьот +11, до -11,.

 

 

 

 

 

 

 

/

п / [ і

Для

измерения напряженности

по­

ч

/

40 J H,

ля II,

 

следует

поставить

ПЗ

в

поло­

 

 

4

 

жение Н,

успокоить

подвижную

часть

 

 

 

гальванометра с помощью ключа К1 и,

 

 

 

быстро

изменив

 

направление

тока

в

в

 

 

 

намагничивающей

катушке

переключа­

 

 

 

 

телем

111,

отметить

первый наиболь­

 

 

 

 

ший отброс подвижной части баллисти­

Рис. 207. Определение точек

ческого гальванометра

ß 1 ) n .

 

 

 

основной

кривой намагннчп-

Изменение

индукции,

вызвавшее

 

 

вашія

 

отброс подвижной

части

гальванометра

 

 

 

 

при

изменении

 

направления

 

намагничивающего

поля,

будет

 

 

 

 

 

A 5 1 = ( + ß 1 )

 

В1) = 2В1;

 

 

 

соответственно изменение напряженности магнитного поля

 

 

 

 

 

 

ДЯ 1 = ( - Я 1 ) - ( + Я 1 ) = - 2 Я 1 .

 

 

 

Из

теории баллистического

гальванометра известно, что

отброс

подвижной части его пропорционален изменению магнитного потока, сцепляющегося с витками измерительной катушки (см. § 35).

 

Следовательно,

можно написать:

 

 

 

 

Сл

 

 

 

 

2WBso5ç

 

 

где

s обрсечение

ооразца;

 

 

 

 

0 (ws)H

А/м.

 

 

 

 

 

 

Напряженность

намагничивающего

поля не всегда определяется

с помощью баллистического гальванометра и измерительной

катушки

іѵц.

Можно найти напряженность поля

по значению тока в

обмотке

намагничивающей катушки и ее параметрам, которыми в основном определяется постоянная намагничивающей катушки Ск. В этом

287


случае напряженность намагничивающего поля подсчитывается по формуле

 

Для определения последующих; точек основной кривой намагни­

чивания увеличивают ток в намагничивающей

катушке до величины

/3

>

I t , производят магнитную подготовку, находя В.г

и II.2

 

таким же

образом,

как

Вх

и ІІХ

и

т. д.

 

 

 

 

 

 

 

и

петли

гистерезиса

 

При

 

определении

точек основной кривой

(см. ниже) следует помнить о том, что характеристики

ферромагнит­

ного материала

зависят

от его магнитной «истории», поэтому

всякое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нарушение

 

нормального

хода

про­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цесса

(например,

уменьшение

намаг­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ничивающего тока при снятии основ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ной кривой) вызовет появление лож­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных

данных.

Магнитное

состояние

 

 

 

 

4

 

 

 

 

образца должно изменяться по той

 

 

 

 

 

 

 

 

кривой,

точки

 

которой

 

 

подлежат

 

 

 

 

 

 

 

 

определению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' / 1

 

!

 

 

д.

Определение

 

точек

петли

 

гистере­

 

 

 

 

 

 

 

зиса.

Один из

наиболее

распространенных

_

т

 

 

 

1

0 ц

 

 

 

методов определения точек петли гистере­

 

 

 

 

 

 

щ

 

т

зиса (рис. 208) основан на

измерении

изме­

 

1

 

 

|/

 

 

 

 

 

 

нения

индукции

ABk

при изменении

на­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

магничивающего

поля

от

максимального

 

1

 

 

1/

 

 

 

 

 

 

-\~Нт

Д° некоторого значения

Н^,

соответ­

'

1

 

 

/ —Щ

 

 

 

ствующего интересующей

нас

точке

 

петли.

 

1

У

V

 

//

 

 

 

 

Искомая индукция В^ определяется как

 

1

 

 

s

 

 

 

 

разность между индукцией Вт,

 

 

соответ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ствующей

напряженности

поля

 

II.,,

(точ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка А

на

петле),

и

измеренным

 

значением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h,

 

т. е. Bk

= ßm

-

 

ABh.

 

 

 

 

 

 

Рис.

208.

Определение

точек

 

 

Точки петли гистерезиса на участке

от ~\-Вт

до

В ? определяются

следующим

 

 

петли

гистерезиса

 

 

 

 

 

 

образом.

Проводят

.магнитную

 

подготов­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ку

при максимальном

намагничивающем

поле Нт

и находят описанным выше способом Вт

 

п1Іт.

 

Затем размыкают

ключ

К2

(рис. 206), и с помощью реостатов г„, которые до начала опыта были полностью

выведены,

устанавливают

некоторый

ток

Іх

<

І т

,

соответствующий

 

напряжен­

ности поля Нх.

При

этом магнитное

состояние

материала

будет

характеризо­

ваться точкой а на петле гистерезиса

(рис. 208). Д л я того чтобы найти

 

изменение

индукции

АВХ = Вт

— Вх,

необходимо

снова

«попасть»

в

точку А,

 

что

можно

сделать путем «обхода» петли гистерезиса в направлении, указанном

 

стрелками,

т. е. изменяя напряженность намагничивающего поля от

I I1

до нуля,

 

от нуля

до

—Ilm

и

затем

опять

до

-\-Нт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В процессе «обхода» петли можно измерить напряженность поля

 

ІІХ.

 

Итак,

состояние материала характеризуется точкой а на петле, переключатель

П1

находится

в положении 1,

ключ К2

разомкнут. Д л я измерения

Нх

ставят

пере­

ключатель ПЗ

в положение H и переводят 171 в нейтральное положение,

замечая

при этом отброс подвижпои части

баллистического гальванометра ß l

m .

Магнит­

ное состояние в данном случае характеризуется точкой В,..

Продолжают

«обход»

петли

гистерезиса

в

направлении,

указанном

стрелками.

Замыкают

ключ

К2

и ставят П1 в положение 2; магнитное состояние будет определяться

точкой

С.

Ставят П1

в положение 1,

магнитное состояние определяется точкой А.

Проводят

магнитную подготовку, после которой переключатель III должен остаться в поло­

жении 1.

Переключатель ПЗ

ставят в положение .В, и,

размыкая ключ Н2, наб-

288


людают отброс подвижной части гальванометра а 1 т , соответствующий изменению индукции А # х --= Вт — Вѵ

Значения индукции /?, н напряженности поля 7/, определяют из соотношении:

!'„ (">S )H

С помощью реостатов г2 устанавливают следующее значение тока + / 2 <

<«спускаясь» но петле гистерезиса в точку б, и измеряют описанным выше

методом # 2

л

Н2.

находят все

точки

петли

гистерезиса

в первом

 

квадранте

 

 

Таким

образом

 

вплоть до точки

остаточной

индукции В,.,

которая

определяется при

 

изменении

тока от Іт

 

до нуля, т. е. при переводе 111 из положения 1 в нейтральное

положе­

ние

(при

замкнутом

Н'2).

Каждое

новое измерение

при

возвращении

в

вершину

цикла

А

необходимо

начинать после проведения магнитной

подготовки.

 

 

 

 

Точки

петли

гистерезиса

во втором и третьем квадрантах определяются

так

же,

как

точки

 

в первом

квадранте.

Необходимо

найти

изменение

 

индукции

ABk

=

Вт

 

— B'k

при изменении

 

напряженности

намагничивающего

 

поля

от

+

# , „

до

-Hh,

 

причем j -H-k

I *=£ I +Hm

\ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'Это изменение напряженности

намагничивающего

поля от +

 

 

ДР — / / j

можно получить, если достаточно быстро (практически одновременно)

разомкнуть

1(2,

т. е. изменить ток от + /

 

до І'к,

и переключить

111 в положение 2,

 

т. е. изме­

нить ток от + 7^ до — Ір.

При этом баллистический

гальванометр, если

 

переклю­

чатель 112 находится в положении

В,

зафиксирует

изменение .потока,

соответ­

ствующее

 

изменению индукции ABh.

Таким

образом

определяют

 

индукцию

В\

=

В

— ASj ті соответствующую ей напряженность поля

Затем

реостатами

гг

увеличивают

 

силу

тока

до

значения

[ —1'3

\ >• j — 1 \ \ и

измеряют

 

B'ä

и

Н'2.

 

 

Аналогично находятся

все точки нисходящей ветви петли гистерезиса

вплоть

до точки

С, для которой изменение

индукции

Д В С

=

2В .

 

 

 

 

 

 

 

 

Точки восходящей ветви петли гистерезиса определятся так же, с

 

той

лишь

разницей,

что

все измерения

надо

начинать от точки

С.

 

 

 

 

 

 

Обычно определяется лишь нисходящая ветвь, а восходящая строится сим­ метрично. При проведении ответственных измерений находятся точки восходя­ щей n нисходящей ветвей.

В качестве основного измерительного прибора в индукционно-баллистнче- ском способе можно применить милливеберметр, однако точность измерений при этом будет значительно ниже, чем при использовании баллистического гальва­ нометра.

Заводом «Точэлектроприбор» выпускается установка типа ВУ-3, предназна­ ченная для определения характеристик магнитномягких и магпитиотвердых материалов в постоянных магнитных полях.

Дифференциальный индукционно-баллистический метод. При массовых испытаниях листовых магнитных материалов для определения точек основной кривой намагничивания широко применяется дифференциальный метод, осно­ ванный на сравнении испытуемого образца с эталонным, характеристики кото­ рого известны и близки к характеристикам испытуемого образца.

Принципиальная схема дифференциальной пндукционно-баллистической установки приведена на рис. 209. Четыре пакета 1 испытуемого материала заклю­ чаются в намагничивающее устройство из четырех катушек wlx (на схеме рис. 209 показана одна катушка). Это устройство имеет также п измерительные катушки wix для определения магнитной индукции. Таким образом, получается почти замк­ нутая цепь. Аналогично выглядит и магнитная цепь эталонного образца.

Намагничивающие катушки испытуемого п эталонного образцов (ü\x и 1/>1ЛГ) включаются последовательно и согласно и питаются от сети постоянного тока. Измерительные катушки и wiN включаются встречно. При изменении

10 Электрические измерения

289