- •принятые обозначения
- •Предисловие
- •1. Метрологические основы измерений
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Средства измерений
- •1.3. Основные сведения о погрешностях средств измерений
- •1.4. Элементарные статистические оценки результатов измерений
- •2. Электротехнические измерительные приборы
- •2.1. Магнитоэлектрический измерительный механизм
- •2.2. Электромагнитный измерительный механизм
- •2.3. Электродинамический измерительный механизм
- •2.4 Ферродинамический измерительный механизм
- •3. Измерение переменных токов с преобразованием
- •3.1. Общие замечания
- •3.2. Значения измеряемых напряжений.
- •3.3. Приборы выпрямительной системы для измерения амплитудного, средневыпрямленного и эффективного значений
- •3.4. Фазочувствительные измерительные схемы
- •3.5. Термоэлектрические приборы
- •4. Измерение и регистрация мгновенных значений изменяющихся во времени величин
- •4.1. Общие сведения и принцип действия осциллографа
- •4.2. Развёртка изображения
- •4.3. Калибраторы
- •5. Мостовые измерительные схемы
- •5.1. Общие замечания о мостовых схемах
- •5.2. Мост Вина
- •5.3. Мост Максвелла – Вина
- •5.4. Мост Грютцмахера
- •6. Измерения магнитных величин
- •6.1. Основные магнитные величины
- •6.2. Метрологические основы магнитных измерений
- •6.3.Измерения магнитной индукции, магнитного потока и напряжённости магнитного поля
- •6.3.1.Использование явления электромагнитной индукции
- •6.3.2. Использование гальваномагнитных явлений
- •6.4. Измерение характеристик магнитных материалов
- •6.4.1. Статические и динамические характеристики.
- •6.4.2. Кривые намагничивания.
- •6.4.3. Петля гистерезиса
- •6.4.4. Практическое получение кривых намагничивания.
- •6.4.5. Динамические характеристики магнитных материалов
- •6.4.6. Параметры статической характеристики
- •7. Измерение неэлектрических величин
- •7.1. Преобразователи механических величин
- •7.1.1. Преобразователи перемещения в активное сопротивление
- •7.1.2. Преобразователи перемещения в ёмкость
- •7.1.3. Преобразователи перемещения в индуктивность
- •7.2. Термоэлектрические преобразователи температуры
- •7.3. Терморезистивные преобразователи температуры
- •8. Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ
- •8.1. Общие правила при выполнении экспериментальной части работы
- •8.2 Правила успешной постановки эксперимента
- •8.3. Общие требования к оформлению отчётов
- •8.4. Техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •9.3. Лабораторная работа №3
- •Измерение фазового сдвига
- •9.4. Лабораторная работа №4
- •Исследование моста постоянного тока
- •9.8. Лабораторная работа №8.
- •Экспериментальное определение функции преобразования дифференциально-трансформаторного преобразователя перемещения
- •Предметный указатель
- •Рекомендуемая литература
R С |
ф |
≥ 100 |
и R |
ф |
≥ |
100 |
, |
|
|||||||
ф |
f |
|
|
2π f Сф |
|
||
|
|
|
|
|
|
где f – частота напряжения источника питания.
Калибровка осей напряжённости и индукции на осциллограмме производится так же, как в схеме по рис.6.15, масштабы по осям вычисляются по тем же формулам.
|
|
SBC “Сброс” |
|
|
|
||
|
+15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
Rф |
|
|
|
|
1,5 M |
|
|
|
R1 |
10k |
C |
200n |
|
w1 |
w2 |
Сф |
А |
3 |
8 К140УД17 |
R4 1k |
Vср |
|||
|
|
7 |
Rн |
|
|
||
К измерительной |
|
DA |
В |
|
|
||
4 |
2 |
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|||
обмотке w2 |
R2 |
5 |
|
Ко входу Y |
eH |
|
|
Б |
|
|
осциллографа |
|
|
|
|
20k |
R10 |
|
|
|
|
|
|
R5 |
470 |
|
Г |
|
|
eB= eCф |
|
|
|
|
|
||||
|
|
-15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R6 1k |
R7 1k |
|
|
|
|
|
|
R8 |
R9 |
10k |
|
|
|
|
|
10k |
|
|
|
|
|
||
-15 |
|
|
|
|
Рис. 6.17. Упрощённая схема установки для получения |
||
+15 |
|
|
|
динамической петли перемагничивания на |
|||
|
|
|
|
|
экране осциллографа |
||
|
Рис. 6.16. Интегратор |
|
|
|
Считается, что осциллографическим способом можно получить динамические петли перемагничивания в частотном диапазоне до 100 кГц. Для уменьшения погрешности в определении Ht надо выполнять условие i2w2 << i1w1 , т.е. иметь высокоомную нагрузку w2 . Для уменьшения погрешности в оп-
ределении Bt надо обмотку w1 выполнять возможно тщательнее, равномерно распределяя обмотку по
кольцу и добиваясь минимального зазора между обмоткой и магнитопроводом, чтобы уменьшить индуктивность рассеяния. Обмотку w2 лучше укладывать между витками обмотки w1 и тоже очень плотно на
магнитопровод.
6.4.6. Параметры статической характеристики
По кривым намагничивания можно найти статические параметры, характеризующие наклон разных участков её статической характеристики – магнитную проницаемость.
Для описания статических характеристик используют относительную магнитную проницаемость в данной точке µrA , дифференциальную магнитную проницаемость µд , начальную магнитную проницае-
B, µ |
|
m |
|
B=f(H) |
µмакс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BМ |
|
M |
|
|
|
|
α2 |
|
|
|
А |
∆B |
µ=f(H) |
|
ВА |
|
|
||
|
|
|
||
|
|
n |
|
|
µнач |
|
∆H |
|
|
|
α1 |
|
||
|
|
|
|
|
0 |
НА HМ |
|
H |
|
Рис. 6.18. Начальная кривая намагничивания B=f(H) |
||||
|
|
и кривая магнитной проницаемости µ=f(H) |
мость µнач. и максимальную магнитную проницаемость µмакс. . На рис.6.18 сделаны все построения
для определения перечисленных магнитных проницаемостей.
В точке А магнитная проницаемость µrA опре-
деляется как тангенс угла наклона кривой B = f (H) к оси напряжённости поля Н:
µrA = 1 BA ,
µ0 HA
адифференциальная проницаемость в этой точке А при ∆Н → 0 как
µдA = 1 ∆B .
µ0 ∆H
Начальная и максимальная проницаемости
49
определяются так:
начальная проницаемость в начальном участке кривой В = f (H)
µнач. = |
1 |
lim |
B |
= |
1 |
tgα1 ; |
|
H |
µ0 |
||||
|
µ0 H →0 |
|
|
максимальная проницаемость в точке М перегиба кривой В = f (H)
µмакс. = |
1 |
tgαмакс. = |
1 |
tgα2 = |
1 |
|
ВМ |
. |
µ0 |
µ0 |
µ0 |
|
|
||||
|
|
|
|
НМ |
Наибольшую величину µд макс. дифференциальной магнитной проницаемости определяют не по основной кривой намагничивания, а по ветви петли гистерезиса:
µд макс. = |
1 |
dB |
|
1 |
|
∆В |
H =HC . |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
µ0 |
µ0 |
|
|||||||
|
dH H =Hс |
|
|
∆Н |
|
Для материалов с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) дополнительно определяют коэффициент прямоугольности αп :
αп = Вr .
Bm
Коэффициент прямоугольности обычно определяют при Hm = 5Hc . К материалам с ППГ относят такие, у которых αп ≥ 0,85 .
При значениях Hm , в 5 … 10 раз и более превышающих Hc , характеристики B = f (H) практически
имеют линейный характер. Поэтому среднее значение дифференциальной магнитной проницаемости в зоне насыщения рассчитывают по формуле
µ∆ = µ10 BmH−mBr .
Для того чтобы получить представление о порядке величин, характеризующих магнитные материалы, данные о некоторых материалах приведены в таблице.
|
|
|
|
Таблица |
|
Ориентировочные значения параметров некоторых магнитномягких материалов |
|||||
|
|
|
|
|
|
Марка |
Относительная магнитная |
Коэрцитивная |
Индукция |
|
|
проницаемость |
|
||||
материала |
|
|
сила |
насыщения |
|
сердечника |
µнач. |
µмакс. |
НС, А/м |
ВS, Тл |
|
|
|
|
|
||
Э310 |
500…1000 |
15000…20000 |
16 |
2,0 |
|
65НП |
500…1200 |
300000…400000 |
0,8 |
1,35 |
|
79НМ |
20000…40000 |
80000…110000 |
1,6…2,4 |
0,75…0,83 |
|
1000НН |
1000 |
3300 |
20 |
0,32 |
|
ГМ414 |
40000 |
700000 |
0,5 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Для получения характеристик магнитных материалов применяют, естественно, стандартные приборы – пермеаметры, использующие в качестве интеграторов баллистический гальванометр или флюксметр, приборы для определения потерь на гистерезис и токи Фуко, индукционные приборы для определения зависимости Bмакс. = f (I) и др.
50