---

, (3)

где - отношение плотности изоляционного покрытия к плотности материала образца,

где - плотность изоляции, принятая равной 1,6·10 кг/м для неорганического покрытия и 1,1·10 кг/м - для органического;

- коэффициент заполнения, определяемый, как указано в ГОСТ 21427.1.

6.3.3 Площадь поперечного сечения S, м , образцов, составленных из полос для аппарата Эпштейна, рассчитывают по формуле

, (4)

где - длина полосы, м.

6.3.4 Площадь поперечного сечения листового образца , м , рассчитывают по формуле

, (5)

где - длина листа, м.

6.4 Погрешность определения массы образцов не должна выходить за пределы ±0,2%, наружного и внутреннего диаметров кольца - ±0,5%, длины полос - ±0,2%.

6.5 Измерения при значении амплитуды магнитной индукции менее 1,0 Тл проводят после размагничивания образцов в поле частотой 50 Гц.

Устанавливают напряжение, соответствующее амплитуде магнитной индукции не менее 1,6 Тл для анизотропной стали и 1,3 Тл - для изотропной стали, затем плавно уменьшают его.

Время размагничивания должно быть не менее 40 с.

При измерении магнитной индукции в поле напряженностью менее 1,0 А/м образцы выдерживают после размагничивания 24 ч; при измерении индукции в поле напряженностью более 1,0 А/м время выдержки может быть сокращено до 10 мин.

Допускается уменьшать время выдержки при относительной разности значений индукции, полученных после нормальной и сокращенной выдержек, в пределах ±2%.

6.6 Верхние пределы значений измеряемых магнитных величин для образцов кольцевой формы и составленных из полос должны соответствовать амплитуде напряженности магнитного поля не более 5·10 А/м при частоте перемагничивания от 50 до 60 Гц и не более 1·10 А/м - при более высоких частотах; нижние пределы - наименьшим значениям амплитуд магнитной индукции, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

Наименьшее значение амплитуды магнитной индукции для листовых образцов должно быть равно 1,0 Тл.

6.7 Для вольтметра PV1, отградуированного в средневыпрямленных значениях, напряжение , В, соответствующее заданной амплитуде магнитной индукции , Тл, и частоте перемагничивания , Гц, рассчитывают по формуле

, (6)

где - площадь поперечного сечения образца, м ;

- число витков обмотки II образца;

- суммарное сопротивление обмотки II образца Т2 и катушки Т1, Ом;

- эквивалентное сопротивление приборов и устройств, соединенных с обмоткой II образца Т2, Ом, рассчитываемое по формуле

, (7)

где - активные сопротивления вольтметров PV1, PV2, цепи напряжения ваттметра PW и цепи обратной связи по напряжению усилителя мощности соответственно, Ом.

Величиной в формуле (6) пренебрегают, если ее значение не превышает 0,002.

6.8 Для вольтметра PV1, отградуированного в действующих значениях напряжения синусоидальной формы, значение величины U, В, рассчитывают по формуле

. (8)

6.9 При отсутствии катушки Т1 рассчитывают поправку , В, обусловленную магнитным потоком вне образца, по формуле

, (9)

где - число витков обмоток образца Т2;

- магнитная постоянная, Гн/м;

- площадь поперечного сечения измерительной обмотки образца, м ;

- площадь поперечного сечения образца, определяемая, как указано в 6.3, м ;

- средняя длина магнитной силовой линии, м.

Для образцов кольцевой формы среднюю длину магнитной силовой линии , м, рассчитывают по формуле

. (10)

В стандартных испытаниях для образца из полос среднюю длину , м, принимают равной 0,94 м. При необходимости повышения точности определения магнитных величин допускается значения выбирать из таблицы 4.

Таблица 4

Для листового образца среднюю длину магнитной силовой линии , м, определяют по результатам метрологической аттестации установки;

- амплитуда тока, А; рассчитывают в зависимости от амплитуды падения напряжения , В, на резисторе сопротивлением , Ом, включенном в намагничивающую цепь, по формуле

, (11)

или по средневыпрямленному значению ЭДС , В, наведенной в обмотке II катушки Т1 при включенной обмотке I в намагничивающую цепь, по формуле

, (12)

где - взаимная индуктивность катушки, Гн; не более 1·10 Гн;

- частота перемагничивания, Гц.

6.10 При определении удельных магнитных потерь в аппарате Эпштейна следует учитывать неоднородность намагничивания угловых частей магнитной цепи введением эффективной массы образца , кг, которую для образцов из полос рассчитывают по формуле

, (13)

где - масса образца, кг;

- длина полосы, м.

Для кольцевых образцов эффективную массу принимают равной массе образца.

Эффективную массу листового образца определяют по результатам метрологической аттестации установки.

7 Порядок проведения измерения

7.1 Определение удельных магнитных потерь основано на измерении активной мощности, расходуемой на перемагничивание образца и потребляемой приборами PV1, PV2, PW и цепью обратной связи усилителя. При испытании листового образца учитывают потери в ярмах. Активную мощность определяют косвенным методом по напряжению на обмотке II образца Т2.

7.1.1 На установке (см. рисунок 1) замыкают ключи S2, S3, S4 и размыкают ключ S1.

7.1.2 Устанавливают напряжение , или ( ), В, по вольтметру PV1; частоту перемагничивания , Гц; проверяют по амперметру РА, что ваттметр PW не перегружен; замыкают ключ S1 и размыкают ключ S2.

7.1.3 При необходимости регулируют источником питания показание вольтметра PV1 для установки заданного значения напряжения и измеряют действующее значение напряжения , В, вольтметром PV2 и мощность , Вт, ваттметром PW.

7.1.4 Устанавливают напряжение, соответствующее большему значению амплитуды магнитной индукции, и повторяют операции, указанные в 7.1.2, 7.1.3.

7.2 Определение действующего значения напряженности магнитного поля основано на измерении намагничивающего тока.

7.2.1 На установке (см. рисунок 1) замыкают ключи S2, S4 и размыкают ключи S1, S3.

7.2.2 Устанавливают напряжение или U, В, частоту перемагничивания , Гц, и определяют по амперметру РА значения намагничивающего тока , А.

7.2.3 Устанавливают большее значение напряжения и повторяют операции, указанные в 7.2.1 и 7.2.2.

8 Правила обработки результатов измерений

8.1 Коэффициент формы кривой напряжения на обмотке II образца рассчитывают по формуле

, (14)

где - действующее значение напряжения, В;

- напряжение, вычисленное по формуле (6), В.

8.2 Удельные магнитные потери , Вт/кг, образца из полос или кольцевой формы рассчитывают по формуле

, (15)

где - эффективная масса образца, кг;

- среднее значение мощности, Вт;

- действующее значение напряжения, В;

- число витков обмоток образца Т2;

- см. 6.7.

Величинами и пренебрегают, если отношение не превышает 0,2% от , а отношение не превышает 0,002.

Погрешность определения сопротивления не должна выходить за пределы ±1%.

Допускается вместо напряжения подставлять величину, равную 1,11 при = 1,11±0,02.

8.3 Для исключения влияния искажений формы кривой магнитного потока на результат измерения магнитных потерь проводят корректировку, основанную на том, что магнитные потери равны сумме потерь на гистерезис и вихревые токи, причем первая величина не зависит от искажений формы кривой магнитного потока, а вторая - пропорциональна квадрату коэффициента формы кривой напряжения на обмотке II образца.

8.3.1 При отличии значения коэффициента формы кривой напряжения от 1,11 более чем на ±1% удельные магнитные потери для синусоидальной формы кривой магнитного потока , Вт/кг, рассчитывают по формуле

, (16)

где - удельные магнитные потери, Вт/кг;

- отношение удельных магнитных потерь на гистерезис к удельным магнитным потерям.

8.3.2 Коэффициент формы кривой напряжения должен быть в интервале 1,08-1,16 при измерении удельных магнитных потерь и 1,09-1,13 - при измерении действующего значения напряженности магнитного поля.

8.3.3 Значение величины выбирают из таблицы 5.

Таблица 5

Допускается величину рассчитывать по магнитным потерям, измеренным при двух значениях коэффициента формы кривой напряжения и постоянных значениях амплитуды магнитной индукции и частоты, по формуле

, (17)

где и - магнитные потери, соответствующие и , определенные, как указано в 8.1, Вт;

= 1,11±0,05.

Магнитные потери , Вт, измеряют, как указано в 7.1.1-7.1.4, при включении в намагничивающую цепь резистора, для которого разность ( - ) должна быть более 2%.

8.3.4 При отклонении частоты перемагничивания , Гц, от номинальной , Гц, рассчитывают поправку на магнитные потери , Вт, по формуле

. (18)

Поправку вводят при частоте = 50 Гц и отношении в интервале от ±0,5 до ±2,0%.

8.4 Удельные магнитные потери , Вт/кг, в листовом образце рассчитывают по формуле

, (19)

где и - см. формулу (15);

- магнитные потери в ярме, Вт, при амплитуде магнитного потока , Вб, рассчитываемой по формуле

, (20)

где - амплитуда магнитной индукции, Тл;

- площадь поперечного сечения образца, м .

Для синусоидальной формы кривой магнитного потока удельные магнитные потери , Вт/кг, рассчитывают по формуле (16).

8.5 Действующее значение напряженности магнитного поля , А/м, рассчитывают по формуле

, (21)

где - длина магнитной силовой линии, определяемая, как указано в 5.9, м;

- намагничивающий ток, А;

- число витков обмотки I образца.

8.6 Погрешность измерения удельных магнитных потерь образцов из полос и кольцевой формы не должна выходить за пределы ±2,5% при частоте перемагничивания от 50 до 400 Гц и ±5% - при частоте, превышающей 400 Гц; листовых образцов - ±3%.

8.7 Погрешность измерения действующего значения напряженности магнитного поля не должна выходить за пределы ±5%.

Текст документа сверен по:

официальное издание

Сталь электротехническая.

Технические условия. Методы анализа:

Сб. ГОСТов. -

М.: ИПК Издательство стандартов, 2003