Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 175

Скачиваний: 0

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

зина резисторов перебрасываем ножи переключателя из положения 1 в положение 2. При этом ток изменится от -\-1х Д° Л » а потокосцепление вторичной обмотки ка­ тушки взаимной индуктивности М изменится на

 

 

 

 

 

 

 

2М11 = 2ю2Ф2.

 

 

 

(12-6)

 

Изменение потокосдеплеиия вызовет протекание за-

ряда

Q и отброс

гальвано­

 

 

 

 

 

 

 

метра

на угол

а.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заряд

(12-4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q = 2w202/r2

=

 

2MIiJr2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а баллистическая

постоян­

 

 

 

 

 

 

 

ная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СФ

= г2^

=

2М11/а.

 

Р и с . 12-2. Схема для

определения

 

 

 

 

 

 

 

(12-7)

баллистической

постоянной

галь­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ванометра.

 

 

 

Определение

постоян­

 

 

 

 

 

 

 

ной Сф

производят

при

различных

значениях

резистора

г2,

после

чего строят

график Сф =

f

2 ), которым и поль­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зуются при работе с баллисти­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ческим

гальванометром.

 

 

 

 

 

 

 

 

и>ик

 

 

б)

 

Милливеберметр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( флюксметр )

 

 

 

 

#12}

°к~\

1

 

 

Флюксметр — это

разновид-

 

'

 

°n I

-fei

 

 

ность

гальванометра

магнито­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электрической

системы

с

нич­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тожным

 

противодействующим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

моментом. В воздушном

зазоре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

между

полюсами магнита и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стальным

цилиндром

располо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жена подвижная рамка А (рис.

 

Р и с .

12-3. Флюксметр .

 

12-3). Ток к ней подводится

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

помощи безмоментных подводок.

-

Поставив ножи переключателя'в

положение

И,

присо­

единим к рамке А надетую на магнит измерительную

ка­

тушку В.

Если

затем катушку

Б

быстро

сдернуть

с

маг­

нита, то в замкнутом контуре измерительная катушка — рамка А произойдет уменьшение потокосцепления wa_н Ф. Работа флюксметра основана на.свойстве магнитного по­ тока замкнутого контура сохраняться неизменным. Сле­ довательно, уменьшение магнитного потока, сцепленного

301


с измерительной катушкой, вызовет поворот рамки А на угол а, при котором произойдет увеличение потокосцеп­ ления рамки А, компенсирующее уменьшение потокосцепленпя измерительной катушки.

Магнитное поле флюксметра однородное и радиальное, поэтому изменение потокосцепления рамки будет пропор­ ционально углу поворота ее а, т. е.

 

г^рФр =

BSwpa,

 

0 Т К У Д а

wu,1{0

=

BSwpa,

 

следовательно,

B S

w

с

 

 

Ф = -

-а =

а,

(12-8)

где С — постоянная флюксметра; например, для прибора типа М119 она равна 0,1 мВб/деление.

Пример. 1 2 - 1 . При сбрасывании измерительной катушки с пос ­ тоянного магнита рамка флюксметра отклонилась па 25 делеппй. Постоянная флюксметра равна 0,1 мВб/делеиле, измерительная катушка имеет 10 витков . Магнитный поток, пронизывающий изме­ рительную катушку в том месте, где она была расположена до сбра­

сывания,

р

 

п .

Ф =

— ^ « = ^ - 2 5 = 0,25 мВб.

 

ш и .

к

10

Противодействующий момент флюксметра ничтожно мал. Поэтому для установки стрелки флюксметра в нулевое положение он имеет вспомогательный магнит, в воздушном зазоре которого расположена вспомогательная рамка ВН.

Поставив ножи переключателя П в положение К (корректор), рукояткой Р поворачивают вспомогательную катушку, изменяя ее потокосцепление, это вызовет пово­ рот катушки флюксметра, компенсирующий изменение потокосцепления вспомогательной катушки. Таким обра­ зом, можно производить установку стрелки флюксметра на нуль шкалы.

12-3. ИЗМЕРЕНИЕ М А Г Н И Т Н О Й И Н Д У К Ц И И , Н А П Р Я Ж Е Н Н О С Т И М А Г Н И Т Н О Г О П О Л Я

И М А Г Н И Т Н О Г О Н А П Р Я Ж Е Н И Я

а) Баллистический гальванометр

Измерение магнитной индукции можно выполнить, используя процесс измерения магнитного потока (§ 12-2,а).

При однородном поле и витках измерительной катушки, расположенных перпендикулярно вектору магнитной ии-

302


дукции, имеем В = Ф/S, или, используя (12-5), получаем:

ФСф

В = - = ^-а.

(12-9)

• По баллистическому отбросу а гальванометра находят значение магнитной индукции.

Для измерения напряженности постоянного магнитного поля используют баллистический гальванометр (флюксметр) с измерительной катушкой. При выключении или включе­ нии тока, возбуждающего испытуемое поле, в которое по­ мещена измерительная катушка, будет баллистический отброс. Согласно (12-5.)

Фи»и.к = Ч> = Сфа.

(12-10)

Если напряженность поля по всему сечению измери­ тельной катушки одинакова, то

гр = р, 0 # £ и; и . к ,

а напряженность поля

 

 

где [х0 — магнитная постоянная.

(12-10), получим:

Заменив ар его выражением из

Я = - £ £ _ а =

^ а .

(12-11)'

Определение напряженности поля Н требует знания

постоянных Сф и к.

 

 

Для определения постоянной

катушки к ее

помещают

в магнитное поле, напряженность которого Н можно рас­ считать, например поле соленоида. Замечая баллистиче­ ский отброс гальванометра при включении или выключе­

нии тока соленоида, постоянную катушки согласно

(12-11)

определяют но формуле

 

 

к = °-§а.

.

(12-12)

При испытании ферромагнитных материалов напря­ женность поля в образце можно определить по напряжен­ ности поля на его поверхности. Это основывается на том, что тангенциальные составляющие напряженности маг­ нитного поля по обе стороны поверхности раздела двух сред имеют одинаковые значения.

Измерительная катушка должна быть плоской и тон­ кой (около 1 мм), так как поле при удалении от поверх-

303


ности убывает. Катушка наматывается из изолированной проволоки в два или четыре слоя на пластинку из изоля­ ционного материала.

После определения постоянной катушка накладывается на поверхность образца. Ось ее должна совпадать с на­ правлением поля. Затем она присоединяется к гальва­ нометру.

При включении или выключении тока, возбуждающего

измеряемое

поле,

отсчитывают

баллистический

 

отброс

и по (12-11)

находят напряженность

поля

в

образце.

 

Для измерения магнитного напряжения пользуются

потенцпалометром,

или, что

то же, магнитным

поясом.

 

 

 

 

 

Он состоит из длинной (1м)

 

 

 

 

 

гибкой, плоской

катушки

с

 

 

 

 

 

обмоткой

из

четного

числа

 

 

 

 

 

слоев

(2—4),

намотанных

в

 

 

 

 

 

одну

сторону

с

одинаковой

 

 

 

 

 

плотностью на сердечник

из

 

 

 

 

 

неферромагнитного

материа­

 

 

 

 

 

ла. К концам обмотки, вы­

 

 

 

 

 

веденным

на середине

пояса,

Р п с .

12-4. Схема для измере­

присоединяется

баллистиче­

ский гальванометр (рис. 12-4).

ния

магнитного

напряжения

Для измерения н. с. между

прп

помощи

потенциалометра

 

(магнитного

пояса).

точками поля А и В (рис. 12-4)

 

 

 

 

 

концы пояса помещают в эти

точки. Включая или выключая ток, возбуждающий

изме­

ряемое поле, изменяют поток, сцепленный с поясом, и

наблюдают баллистический

отброс.

Потокосцепление пояса

г|з =

Фи; согласно (12-5)

СФа

= Ц>.

Потокосцепление с элементом пояса длиной dl и се­

чением S .

 

 

dty — ^H^WQ

dl,

где Нг — тангенциальная составляющая напряженности поля.

Потокосцепление всего пояса

А

А

(12-13)

y=^ciy

= Vi0Sw \Hidl = [x0SwUM,

так как jj Hidl — U^.

304


Из (12-13) следует:

где Сц = Сф/к — постоянная цепи пояс — гальванометр. Для опытного определения постоянной пояса (рис. 12-5)

вспомогательная катушка с числом витков щ охватывается поясом, концы которого прижимаются друг к другу.

Р и с, 12-5. Схема для определения постоянной магнитного пояса.

При включении или выключении тока 1г вследствие изменения магнитного потока, сцепленного с поясом,

происходит баллистический

отброс.

 

 

 

Согласно

(12-4)- Г7М

=

Сп

а, но в данном

случае

интег­

рал

по

замкнутому, контуру

^Ht dl =

UM

представляет

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

собой

полный

ток

вспомогательной катушки ^ Щ

. Сле­

довательно,

UM

=

IXW-L

=

Спос,

откуда

постоянная

пояса

 

 

 

 

 

 

Cn = I1wiJa.

 

 

(12-15)

б)

Измерение

 

напряженности

постоянного

магнитного

поля с

использованием

ядерного

магнитного

резонанса

 

Если на

ядра

какого-либо

вещества,

находящегося

в постоянном магнитном поле, воздействовать еще и переменнымЧигнитным полем высокой частоты, то при оп­ ределенном соотношении между напряженностью И по­ стоянного поля и частотой / переменного поля возможен режим резонансного поглощения ядрами вещества энергии переменного поля.

305