Визначення динамічних характеристик
Найпростішим методом визначення динамічної кривої індукції є метод амперметра і вольтметра. Цей метод застосовують для досліджень магнітних матеріалів у звуковому діапазоні частот.
При малому значенні активного опору намагнічуючого кола (регулюючі опори відсутні, регулювання намагнічуючого струму проводиться зміною вихідної напруги генератора) практично забезпечується режим синусоїдної індукції. Напруженість магнітного поля при цьому буде несинусоїдною. Якщо ж активний опір намагнічуючого кола досить великий, то намагнічуючий струм і напруженість поля будуть практично синусоїдними, а індукція – несинусоїдною. В останньому випадку, вимірявши за схемою, наведеною на рис. 10.22, діюче значення намагнічуючого струму, можна знайти амплітудне значення еквівалентної синусоїдної напруженості поля
. (10.34)
Для визначення амплітудного значення магнітної індукції Вт треба знати середнє значення ЕРС, наведеної в обмотці w2. Тоді
, (10.35)
що справедливо для довільної форми кривої ЕРС.
Для вимірювань ЕРС Еср застосовують вольтметри середніх значень, які спеціально призначені для магнітних вимірювань.
При вимірюванні ЕРС, наведеної в обмотці w2 вольтметром діючих значень, максимальне значення індукції можна визначити за формулою
, (10.36)
де Кф – коефіцієнт форми кривої ЕРС.
При несинусоїдному струмі в намагнічуючій обмотці визначене за показами амперметра амплітудне значення напруженості поля відрізнятиметься від істинного значення максимальної напруженості. Це розходження може досягати 8…12%. Правильне максимальне значення напруженості можна визначити за показами амплітудного вольтметра V2, що вимірює спад напруги на опорі RN (на схемі рис. 10.22 показаний пунктиром). Тоді для напруженості поля можна записати як
, (10.37)
де Um – амплітудне значення напруги, виміряне на опорі RN. Застосування в схемі амплітудного вольтметра дозволяє значно розширити діапазон вимірювань.
Втрати при перенамагнічуванні феромагнетиків змінним струмом у звуковому діапазоні частот можна визначити з допомогою ватметра. Оскільки паралельна обмотка ватметра під’єднана до вимірювальної, число витків якої в загальному випадку може не збігатися з числом намагнічуючих витків, то треба покази ватметра перерахувати відповідно до числа витків намагнічуючої обмотки. Крім цього, при вимірюванні малих потужностей може виникати методична похибка, для виключення якої треба врахувати потужність, споживану вольтметром і паралельною обмоткою ватметра. Тоді потужність втрат визначиться як
, (10.38)
де PW – потужність за показами ватметра; RV і RWп – опори вольтметра і паралельної обмотки ватметра; U2 – напруга в обмотці w2 (за показами вольтметра V1).
Характеристикою феромагнетиків є питомі втрати, тобто втрати, приведені до одиниці маси або об’єму.
Таким методом можне визначити також модуль питомого комплексного магнітного опору
, (10.39)
а також реактивну та активну складові питомого магнітного опору
; (10.40)
. (10.41)
Залежності активних та реактивних складових питомого магнітного опору подано на рис. 10.23.
Контрольні запитання:
1) Назвіть основні магнітні величини та дайте їм визначення.
2) Чим визначається зв’язок між напруженістю та індукцією магнітного поля?
3) Як поділяються вимірювальні перетворювачі магнітних величин? Коротко їх охарактеризуйте.
4) Де використовують вимірювальні котушки? Поясніть принцип дії.
5) Для чого призначений магнітний потенціалометр? З чого він виготовляється?
6) Поясніть принцип дії ферозондів. Назвіть їх переваги.
7) Що таке магнітогенератор? Наведіть основні співвідношення.
8) За рахунок чого досягається посилення ефекту Гаусса в магніторезистивних перетворювачах?
9) Від чого залежить чутливість перетворювачів Холла та Гаусса?
10) Поясніть принцип роботи ядерних перетворювачів.
11) На чому базується принцип дії перетворювачів ЕПР?
12) За допомогою яких пристроїв створюються магнітні поля? Охарактеризуйте їх.
13) Як здійснюється вимірювання магнітного потоку за допомогою балістичного гальванометра?
14) Що собою представляє веберметр і як за його допомогою здійснюють вимірювання магнітного потоку?
15) Поясніть як здійснюється вимірювання індукції приладами з фероіндукційними ВП.
16) Як працює тесламетр з перетворювачем ЯМР?