Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 193

Скачиваний: 4

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

Недостатком резонансного метода с использованием куметра является изменение намагничивающего поля при изменении частоты (напряжение генератора не изменяется, а сопротивление образца изменяется) и невозможность проведения измерения при заданной напряженности намагничивающего поля. Этот недостаток можно устранить, введя регулировку напряжения генератора.

Резонансный метод с использованием куметра отличается про­ стотой и широко используется. Погрешность определения L x , гх, а следовательно, и магнитных характеристик в зависимости от ча­ стоты колеблется в пределах от 5 до 10%.

Калориметрический метод определения потерь применяется в ши­ роком диапазоне'частот (до десятков мегагерц) и магнитных индук­ ций. Мерой потерь энергии в магнитном материале при намаг­ ничивании переменным магнит­ ным полем является изменение температуры образца н окру­ жающей его среды.

При

измерении

значитель­

 

ных потерь (от единиц до десят­

 

ков ватт) используют способ не­

 

посредственного измерения

по­

 

вышения

температуры за

счет

 

потерь в образце. При измере­

 

нии малых потерь

используют

 

дифференциальный

калоримет­

 

рический

метод.

 

Рис.

226. Принципиальная схема диф­

На рис. 226 приведена прин­

ференциального калориметра

ципиальная схема

диффереици-

^

алыюго калориметра. Два теплоизолированных of внешней среды идентичных по размерам и характеристикам охлаждения сосуда Cl и С2 заполняют калориметрической жидкостью (трансформаторным мас­ лом, керосином и т. п.), которая непрерывно перемешивается механи­ ческими мешалками. В сосуд Cl помещают тороидальный испытуемый образец О с намагничивающей обмоткой іѵх, в сосуд С2 помещают тороид таких нее размеров из диэлектрика с малыми потерями с об­ моткой гг.,. Обмотки и\ и и\ соединяют последовательно и питают от высокочастотного генератора ВГ; ток в обмотках фиксируется ампер­

метром AI.

Конденсатор

С переменной емкости, включенный в цепь

обмоток и\

и w2, служит

для настройки схемы в резонанс. В сосуды

Cl и С2

встроены электроды дифференциальной термопары ДТ,

термо-э. д. с. ее измеряется с помощью чувствительного

милливольт­

метра mV. Для определения индукции

в образце служит вольтметр

средних значений Ѵср, приключенный

к обмотке іѵ±.

 

При отсутствии тока в обмотках w1

и w2 температура в сосудах

Cl и С2 одинакова и указатель милливольтметра стоит

на нулевой

отметке шкалы. При намагничивании образца температура в сосуде Cl повышается за счет потерь энергии на гистерезис и вихревые токи в материале образца. Милливольтметр укажет возникшую разность

309

температур в сосудах Cl

и С2. С помощью нагревательного

элемента

г,

встроенного в сосуд С2 и питающегося от аккумуляторной батареи

Б,

в сосуде С2 устанавливается

такая же

температура,

как в со­

суде Cl.

Равенство температур

в сосудах Cl и

С2 устанавливается

по

нулевому

показанию

милливольтметра.

 

 

 

 

Потери на

гистерезис и вихревые токи

в

образце определяют

по току в нагревательном элементе, который фиксируется

ампермет-

пом А2,

и сопротивлению нагревательного

элемента г:

 

 

 

 

 

' г.в.т — 1 ' •

 

 

 

на

Для определения удельных потерь необходимо РТ9Л

разделить

массу

образца.

 

 

 

 

 

Из описания метода видно, что он достаточно трудоемкий. В на­ стоящее время применяются автоматические дифференциальные кало­

 

 

 

 

риметры. Погрешность определения

по­

 

 

 

 

терь 1-2%.

 

 

 

 

 

 

 

Определение характеристик

магнит­

 

 

 

 

ных материалов в режиме импульсного

 

 

 

 

намагничивания. Для определения

ха­

 

 

 

 

рактеристик материалов в режиме им­

 

 

 

 

пульсного

намагничивания

часто

ис­

 

 

 

 

пользуют

самый простой из

способов

 

 

 

 

определения динамических

характери­

Рис. 227.

Схема способа

ам­

стик — способ амперметра и вольтметра

перметра

и

вольтметра

при

(рис. 227). Отличие состоит лишь в том,

импульсном

намагничивании

что питание намагничивающей

обмотки

тора ГИ

 

 

 

осуществляется от импульсного генера­

по заданной программе, для измерения намагничивающего

поля используется образцовое сопротивление г и импульсный вольт­

метр

VI,

для измерения

индукции — импульсный вольтметр

V2.

Для

расчетов пользуются следующими

формулами: '

 

 

 

 

д д

_

^ >

 

 

 

 

 

Г І с р

 

 

 

 

где

— амплитуда напряжения на образцовом сопротивлении

г;

V2 — амплитуда напряжения на измерительной

обмотке w2; s — се­

чение

образца; Zc p — длина средней магнитной

линии; т — продол­

жительность импульса; wx

и w2 — число

витков

соответственно

на­

магничивающей и измерительной обмоток.

 

 

 

Для определения продолжительности импульса используют элект­ ронный осциллограф, определяя т на уровне 0,1 амплитуды им­

пульса

и.г.

и A J 5 M a №

 

 

По вычисленным А Я м а к с

определяют

импульсную маг­

нитную

проницаемость р , ш п

и ее

зависимость от

Д Я м а К с -

 

Римп: Аймаке

• = / і

(А#макс).

 

 

АЯмакс

 

 

 

Наибольшей популярностью для определения магнитных харак­ теристик в режиме импульсного намагничивания пользуются раз­ личные варианты осциллографического способа.

310

На рпс. 228 приведена в качестве примера одна из возможных

схем

этого способа.

 

 

 

— С

 

 

 

 

 

Параметры

интегрирующей

цепочки г с

должны

быть

вы­

браны так, чтобы постоянная времени ее т была значительно

больше

длительности

импульса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные

параметры рассчитывают по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

wUx

 

в*

и2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Ux

— показания импульсного вольтметра VI;

показания импульс­

ного

вольтметра

Ѵ2; lcp

— длина

средней

магнитной

линии;

s —

 

 

 

 

 

 

сечение образца; w — число вит­

 

 

 

 

 

 

ков обмотки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х и

m

 

{

 

 

 

 

 

 

 

ГИ

 

ш

Шх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N \Л

"И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рпс. 228. Принципиальная

схема

ос-

Рис.

229.

Структурная

схема

циллографичсского

способа

при

им­

прибора для массового

контроля

 

пульсном

намагничивании

 

 

сердечников

с

ППГ

 

В заключение уместно напомнить, что характеристики, получен­ ные в режиме импульсного намагничивания, определяются не только свойствами материала, но и рядом других факторов (размеры образца, программа намагничивающих импульсов, параметры намагничиваю­ щей цепи и пр.). Поэтому необходимо по возможности приближать условия определения характеристик к рабочим условиям либо принимать меры к уменьшению влияния этих факторов. Обычно точное определение динамических характеристик в режиме импульс­ ного намагничивания проводят на специальной аппаратуре, макси­ мально учитывающей указанные обстоятельства.

Для проведения массового контроля сердечников целесообразно использовать дифференциальный метод — сравнение некоторой условной характеристики испытуемого образца с такой же характе­ ристикой нормального образца. Структурная схема подобного при­ бора (один из возможных вариантов) приведена на рис. 229.

Испытуемый образец X и нормальный N имеют общую намагничи­ вающую обмотку w (один виток), питаемую по заданной программе

от

генератора импульсов ГИ.

Измерительные обмотки образцов

wx

и wN включены встречно, на

экране электронного осциллографа

ЭО наблюдают разность импульсов э. д. с. испытуемого и нормаль­ ного образцов.

По заданному уровню этой разности производится разбраковка сердечников.

ЗИ

В связи с массовым использованием сердечников, работающих в режиме импульсного намагничивания, в настоящее время процессы их разбраковки по возможности автоматизируют.

Потери на перемагничивание при импульсном режиме намагни­ чивания определяют либо по площади частного динамического не­ симметричного цикла, либо калориметрическим способом.

Глава восьмая

ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

41. Общие сведения

Применение электрических приборов для измерения неэлектриче­ ских величин. При контроле технологических процессов, а также при научных исследованиях приходится производить измерения раз­ личных и в том числе неэлектрических величии.

Разновидностей электрических приборов для измерения неэлект­ рических величин значительно больше, чем приборов для измерения электрических величин. Это объясняется тем, что контролируемых неэлектрических величин значительно больше, чем электрических. Даже краткое перечисление групп неэлектрических величин, которые измеряются электрическими приборами, показывает большое разно­ образие этих величин, а следовательно, методов и приборов для из­ мерения.

Приведем перечень групп нечлектрлческих величии. . 1. Тепловые величины (температура, количество тепла).

2.Механические и геометрические величины (силы, моменты сил, напря­ жения, деформации, перемещения, скорости, ускорения, размеры, количества, расходы, уровни).

3.Промежутки времени.

4 . Величины, характеризующие излучения (потоки излучения, спектраль­ ный состав).

Г). Энергия и мощность (неэлектрическне), коэффициент полезного действия,

(к

Величины,

характеризующие свойства вещества, материалов, изделий

и их

состав и т.

д.

Наиболее важные причины широкого применения электрических приборов для измерения неэлектрических величии заключаются

вследующем.

1.Электроизмерительные приборы лучше неэлектрических при­ боров позволяют осуществлять дистанционные измерения, благодаря чему обеспечиваются измерения в одном месте различных по своей природе параметров, контролируемых нередко в территориально

удаленных друг от друга и недоступных для наблюдения точках.

2. Электроизмерительные приборы легче поддаются автомати­ зации, что значительно улучшает их качество. Автоматизация пол­ ностью или в значительной мере исключает субъективные свойства оператора. В электроизмерительных приборах имеются широкие воз­ можности для автоматического и непрерывного проведения матема-

312

Смотрите также файлы