Измерване на магнитни величини


Категория на документа: Други


При превключване на ключа К от положение 1 в положение 2 се получава отклонение αm, което се определя с израза:
(4) ,
От където за магнитната константа См се намира:
(5) .

Изчислената с (5) константа се запазва неизменна само докато общото съпротивление r на веригата на галванометъра остане такова, каквото е било при еталонирането . В съпротивлението r се включва rм, регулируемото съпротивление r1, съпротивленията на галванометъра rг и на бобинката rб. Следва да се отбележи, че съпротивлението r определя не само константата на галванометъра, но и неговия режим на работа. Най-често стойността на r се подбира така, че галванометърът да работи в периодичен режим, много близък до критичния. Този режим на работа осигурява максимално бързодействие и най-голяма точност на измерването.

Приложение на магнитоелектрически веберметър за измерване на постоянен магнитен поток. Веберметъта представлява магнитоелектрически измерителен механизъм, който се отличава от всички уреди по това, че има пренебрежително малък съпротивителен момент. Така веберметърът се оказва подходящ за измерване на магнитен поток. За обяснение на тази възможност може да се изходи от уравнението за движение на подвижната част на магнитоелектрически измерителен механизъм като се вземе под внимание, че специфичният съпротивителен момент W е равен на нула:
(6)
където J и P са съответно инерционен момент и коефициентът на затихване на механизма; ψ0 - обхванатият от подвижната бобинка поток при завъртането й на ъгъл, равен на един радиан; i - токовият импулс през подвижната бобина на веберметъра.

Приема се че в следствие изменението на потока ∆ψ и протичането на тока i подвижната част на веберметъра се отклонява за интервал във времето от t1 до t2 от някакво начално отклонение α1 до α2. Ако при тези условия се интегрира (6), и се получава: където Q е количеството електричество, преминало през подвижната бобинка на веберметъра. Очевидно, първата съставка на лявата страна на горното уравнение е равна на нула, тъй като ъгловата скорост е нула както в момента t1, така и в момента t2. Следователно: => или
(7)
Константата спрямо магнитен поток См се определя с израза:
(8) .
Въз основа на: за коефициента на затихване P може да се напише изразът: в който P1 е коефициентът на затихване вследствие на триенето във въздуха. При малка скорост на r втората съставка е много по-голяма от първата и за Р се получава:
(9)
В следствие на (9) и (8) за См се намира:
(10) .

Магнитната константа на веберметърите не зависи от съпротивлението на веригите, в които са включени. Това е важно тяхно предимство в сравнение с галванометрите. Друга особеност и предимство на веберметрите е независимостта на тяхното показание от скоростта на изменение на магнитния поток.

Веберметрите се еталонират по същия начин, както и балистичните галванометри и и м отстъпват само по това, че са малко по-неточни и че имат по-ниска чувствителност.

Измерване на променлив магнитен поток. Измерването на магнитен поток, магнитна идукция, магнитна напрегнатост и магнитовъзбудителен ток при променливо намагнитване може да се извърши с измерителните преобразователи, за които са подходящи за измерване на променливо магнитно поле.

При използване на индукционни преобразователи определянето на Фт, Вт, Нт и Fт се свежда до измерване на средната (Еср) или ефективната (Е) стойност на индукционното електродвижещо напрежение. При синусоидална форма на напрежението измерването на Еср или Е е различно, тъй като в този случай е известен коефициентът на формата - kf=1.11. Следва обаче да се избере уред с много малка собствена консумация, т.е с голямо вътрешно съпротивление, за да се измери действително индуктираното напрежение в индукционния преобразувател, а не напрежение, повлияно от паразитни напрежителни падове. От тази гледана точка най-подходящо е използването на компресор за променлив ток.

Опитно поставяне на характеристики на феромагнитните материали по балистичен метод, електродинамичен метод, осцилографски метод.

Правилното изготвяне на образците за изследване на характеристиките на феромагнитните материали е от голямо значение за точността на изследването. Специално трябва да се подчертае ролята на образците, когато изследването се провежда при променливо намагнитване. В случая се имат предвид образци от магнитно меки феромагнитни материали, т.е образци, които образуват самостоятелно или участват в образуването на затворени магнитни вериги. Това са образци с тороидална или праволинейна форма.

Тороидални образци. Смята се, че от гледна точка на точността на измерването това са най-съвършените образци за изследване на феромагнитните материали. Все пак предимствата на тороидалните образци могат да се появят само ако се вземат под внимание някои особености и се спазват определени правила при изработването им:
1) Първото условие за постигане на голямата точност при тороидалните образци са хомогенността и изотропността на материала, от който са направени.
2) Второто условие за точност на измерването е еднаквата кривина на пробата по цялата й дължина.
3) Третото условие за малки грешки на измерването е спазването на определено съотношение между външния и вътрешния диаметър на тороида.
(1)

В някои случаи се препоръчва при определяне на H да се работи вместо със средната окръжност с т.нар. среднохармонична окръжност или със среднохармоничен радиус. Нека Нсрх е такъв константен по цялото сечение на тороида интензитет, за който магнитния поток в това сечение ще бъде точно равен на действителния. Радиусът rсрх, който съответства на този интензитет, се нарича среднохармоничен радиус. Като се има предвид тази постановка, за rсрх се извежда:
(2)

Тороидалните образци се изработват чрез щамповане, отливане или стугуване, когато са от плътно желязо, т.е когато са предназначени за изпитвания само при постоянно намагнитване. Феритните и магнитодиелектричните образци се изработват чрез пресоване по специална технология.

Важен момент при подготовка на тороидалните образци представлява определянето на техните размери - средния диаметър dср или среднохармоничният диаметър и напречното сечение. При плътните образци, а също при феритните и магнитодиелектичните тороиди за тази цел се измерват вътрешният d1 и външният d2 диаметър, както и височината h. грешката, с която се измерват линейните размери на плътните образи, трябва да е по-малко от 0.5%, а на образците с пресовани материали - под 0.1mm. При образците, изработени чрез навиване на дълга лента, за вътрешен диаметър се приема диаметърът на основата, върху която е навита лентата преди отгряването. При това поради евентуалните неточности диаметрите d1 и d2 се измерват на няколко места и се определя тяхната средноаритметична стойност, въз основа на която се изчислява средният или среднохармоничният диаметър. Напречното сечение на лентовите или щанцованите тороиди се определя въз основа на техните геометрични размери, масата m и плътност на материала γ:
(3)

Масата m се определя чрез претегляне, като грешката на измерването не трябва да надвишава 0.1%.

Праволинейни образци. Както се изтъкна, точността на измерването е най-голяма при тороидалните образци. Тяхното изработване обаче е твърде сложно, трудоемко и в някои случаи изисква инструменти и приспособления, които се срещат рядко. Поради това при по-ниски изисквания за точността се предпочита да се работи а праволинейни образци (пръчковидни или лентовидни). Изследването на праволинейни образци става с помощта на апарата на Епщайн или със специални уреди, наречени пермеаметри.

Общата маса на образците при големия апарат на Епщайн е 10кг, а при малкия - 1кг. Отклонението от тези стойности не трябва да бъде по-голямо от масата на двете ленти от образеца.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Измерване на магнитни величини 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.