rW—y/'... .^хРсрЮ7 , (12)
V 45ц'
где Мх— взаимная индуктивность между обмотками образца (выбирается в зависимости от пределов аппаратуры для измерения взаимной индуктивности).
При проведении испытаний обмотку или намагничивающее устройство испытываемого образца присоединяют к мосту и уравновешивают его с помощью регулируемых элементов при заданных нормативными документами на соответствующий ферромагнитный материал значениях напряженности магнитного поля и частоты. Из уравнений равновесия моста определяют индуктивность или взаимную индуктивность между обмотками образца и сопротивление образца. После введения необходимых поправок подсчитывают магнитную проницаемость и тангенс угла потерь материала образца.
Коэффициент потерь на гистерезис рг определяют измерением тангенса угла потерь при двух-трех значенияхМ
ГОСТ 12635—67
атериалы магнитномягкие высокочастотные. Методы испытаний в диапазоне частот от 10 кгц до 1 Мгцнапряженности магнитного поля и при одной частоте в области линейной зависимости тангенса угла потерь от напряженности магнитного поля.
Коэффициент частотных потерь (в том числе на вихревые токи) рв определяют измерением тангенса угла потерь при двух-трех частотах и при одном и том же значении напряженности магнитного поля в области линейной зависимости тангенса угла потерь от частоты.
Рекомендуется для образцов из карбонильного железа проводить испытания в диапазоне частот от 100 кгц до 1 Мгц; для образцов из альсифера — от 100 до 300 кгц.
Коэффициент дополнительных потерь 1.10-3
определяют как разность между тангенсом угла потерь материала и суммой тангенсов угла потерь на гистерезис и частотных.
Коэффициент дополнительных потерь од материалов с малым его значением (порядка 1.10~4) определяют с помощью моста по схеме со взаимной индуктивностью, измеряя тангенс угла потерь образца на двух частотах при одном и том же значении напряженности магнитного поля, и на основании этих двух измерений определяют составляющую тангенса угла потерь, не зависящую от частоты. Вычитая из полученной величины tg6r> обусловленный потерями на гистерезис, определяют коэффициент дополнительных потерь.
Обратимую магнитную проницаемость цОб определяют, нанося на образец дополнительную обмотку намагничивания постоянным током, с которой последовательно включают регулировочные реостаты, амперметр для измерений силы постоянного тока /=, дроссель и источник питания.
Число витков обмотки подсчитывают по формуле:
Удельные потери материала р определяют на основании измерения сопротивления потерь образца с помощью моста и измерения силы тока в намагничивающей обмотке образца.
Температурные коэффициенты магнитной проницаемости и тангенса угла потерь р2 определяют по изменению индуктивности и сопротивления образца с намагничивающим устройством при изменении его температуры. Для определения Pi>0,5.10“31град и |32^-2.10-3/град можно использовать любую мостовую схему для измерения индуктивности и сопротивления с погрешностью не выше 1 %
и
М
ГОСТ 12635—67
атериалы магнитномягкие высокочастотные. Методытермокриостат, позволяющий создавать определенную температуру в заданном интервале с погрешностью не более 0,5 град. Для определения pi = (0,02-—0,5) • 10-3fzpad следует применять метод биений, описанный ниже.
Напряженность магнитного поля в испытываемом кольцевом образце подсчитывают по формулам:
w
или
(14)
Jmгде Гт— амплитудное значение намагничивающего тока в обмотке образца.
При синусоидальной форме кривой тока /от = 1,41 Г.
Для сердечников с отношением Дн от 1,4 до 2,5 разливе
чиє в значениях напряженно'сти поля, подсчитанных по гармоническому и среднему диаметрам, составляет от 1 до 7%.
Силу тока измеряют с помощью амперметра (милли- или микроамперметра) или определяют путем измерения вольтметром (милливольтметром) падения напряжения на безреактивном сопротивлении. В качестве безреактивного сопротивления следует взять такое, реактивная составляющая которого не превышает 10% от полного сопротивления. При этом параметры измерительного прибора не должны влиять на условия равновесия моста.
Наличие собственной емкости CL обмотки образца и активная составляющая тока, обусловленная потерями в образце, вносят погрешность и определение намагничивающего тока в обмотке. Поэтому значение намагничивающего тока в обмотке I' следует вычислять по формуле:
1 + oPLxC
/ 1 + tg26;J.
(15)
Собственную емкость, если магнитная проницаемость образца не зависит от частоты, определяют путем измерения индуктивности на двух частотах (при которых магнитная проницаемость постоянна) и одной и той же силе тока в обмотке образца и подсчитывают по формуле:
CL= . (16)
72^-i (w2 “1)
М
ГОСТ 12635—67
атериалы магнитномягкие высокочастотные. МетодыЕсли магнитная проницаемость материала изменяется с частотой, то собственную емкость определяют путем нанесения такой же обмотки, как на испытываемом образце, на сердечник тех же размеров из неферромагнитного и неметаллического материала. Измерения индуктивности производят также на двух частотах и собственную емкость подсчитывают по формуле 16.
Наибольшую относительную погрешность определения Нт подсчитывают по формуле:
. ДДГ (17)
Нт ~ / £>г‘ К
При измерении тока приборами класса 0,5; 1,0; 1,5 погрешность-^2-лежит в пределах от 2 до 6%.
Нщ
Подсчет действительной составляющей относительной магнитной проницаемости материала кольцевого образца
производят |
по формулам: Р' = ■ |
L'xDt 10‘ 4Sw2 |
(18) |
или |
и' = - |
LxDcpW |
(19) |
|
|
|
|
|
|
4Sw2 |
|
|
|
MxDrW |
(20) |
|
г |
4Sw2 |
|
или |
|
MtDcpl0‘ |
(21) |
|
|
4Sw2 |
где L'x— индуктивность (с учетом поправки на собственную емкость) обмотки с образцом.
Индуктивность L'x находят по формуле:
L = Lx(-^LxCl) = Lx(-A). (22)
Наибольшую относительную погрешность определения магнитной проницаемости находят по формуле:
Дц' Д£>г Д5 дл'
— = —+ — +(23)
Погрешность определения L'x 'включает в себя погрешность измерения индуктивности Lx, обусловленную погреш-
Материалы магнитномягкие высокочастотные. Методы
испытаний в диапазоне частот от 10 кгц до 1 Мгц
ностью измерительной аппаратуры, и погрешность поправки А за счет влияния собственной емкости обмотки.
Для образцов, проницаемость которых в рассматриваемой области частот не зависит от частоты, при измерении индуктивности с погрешностью не более 0,5% и частоты 0,05% (формула 16) погрешность определения собственной емкости обмотки составляет не более 10%■ В противном случае эта погрешность может возрасти примерно до 20%.
Чтобы наибольшая относительная погрешность определения магнитной проницаемости не превысила 5%, погрешность измерения индуктивности должна быть менее 1 % и наружный диаметр испытываемых образцов должен быть не менее 24 мм.
Погрешность определения магнитной проницаемости увеличивается за счет погрешности определения напряженности поля до значений-—11 в случаях, когда магнитная Их
проницаемость материала зависит от напряженности магнитного поля и подсчитывается по формуле:
+ (24)
Их И1
Тангенс угла потерь материала подсчитывают по формуле:
tg3. = (25)
или (в случае многовитковой обмотки)
f п г — г
= = (26) л г
где:
гп— сопротивление потерь, ом,
г? — сопротивление обмотки с образцом (при заданной частоте с учетом поправки на собственную емкость обмотки), ом,
г° — активное сопротивление обмотки (измеренное на постоянном токе) с учетом поправки на влияние поверхностного эффекта при заданной частоте, ом.
Значение г'хподсчитывают по формуле:
г; = гД1-2со2ЛлСа) = гл(1-2Л), (27)
где гх—сопротивление обмотки с образцом, измеренное при заданной частоте, ом.М
ГОСТ 12635—67
атериалы магнитномягкие высокочастотные. МетодыЗначение сопротивления г'о подсчитывают через измеренное значение сопротивления г0 по формуле:
(28) где Ка1— поправочный член на влияние поверхностного эффекта.
Коэффициент Кш зависит от частоты намагничивающего тока и марки провода. Его величина, т. е. отношение сопротивления провода г'о при заданной частоте к его сопротивлению го, измеренному на постоянном токе, для литцендрата подсчитывают по формуле:
г / ndg 2
= —^ = N +K—] G, (29)
го
где:
N и G — коэффициенты, зависящие от х (для медного провода х= 10,65 ds ]Л/);
f—частота, Мгц;
ds— диаметр отдельной проволоки литцендрата, мм; п — число проволок провода;
dn— диаметр всего провода, мм;
К — коэффициент, зависящий от п.
В приложении 5 приведены графики зависимости коэффициентов N и G от х и К от п.
Наибольшую относительную погрешность определения тангенса угла потерь подсчитывают по формуле:
Atgfy- _ Arn і Аш і д£^ tgdp. гп ш L'
Абсолютную погрешность определения сопротивления потерь материала образца находят по формуле:
Дгл = гхД (1-2А) + (1-2А)Дгж + г0Д/<ш + КшДг0. (31)
Примечание. Чтобы наибольшая относительная погрешность определения тангенса угла магнитных потерь не превысила 8%, погрешность измерения индуктивности не должна превышать 1%, сопротивления потерь — 5% и частоты — 2%.
Коэффициент потерь на вихревые токи подсчитывают при //m = const по формуле:
tg<% — tg6j = 1
fz—fi 2nL
ГОСТ 12635—67 |
Материалы магнитномягкие высокочастотные. Методы испытаний в диапазоне частот от 10 кгц до 1 Мгц |
где tgS„ и tgd, гП1 и гЛ1—тангенсы угла потерь и сопротивления потерь соответственно при частотах [2 и fi. 2.1.23. Коэффициент потерь на гистерезис при / = const подсчитывают по формуле: _ tg62 — tgfti _ гП1— гПі |
|
Нт, — 2nfL (Нт, — Нт,) где tgd2 и tgfii, гп,п гп, — тангенсы угла потерь и сопротивления потерь соответственно при напряженностях 'Магнитного поля Нт, И Нт,- 2.1.24. Коэффициент дополнительных потерь (,)д > 1.10~3 подсчитывают по формуле: рд = tg8.x — (tg8r + tg3B) = tg^ — p,7-/m - Рв/. (34) |
|
При измерениях на мосте взаимной индуктивности коэффициент дополнительных потерь 1.10~4 (п. 2.1.8) подсчи тывают по формуле: |
|
Рд = |
= tg5i tgS2 - (35) (02 —~ СО i (Oj -—• (Oj |
где: |
|
tgdi и tgd2 — тангенсы угла потерь, измеренные соответственно при частотах /у и /2; Нт— напряженность поля, при которой проводились измерения, а/м. |
|
2.1.25. Для получения значений коэффициентов потерь допускается применение графических методов, при этом по оси ординат откладывают значения тангенса угла потерь, а по оси абсцисс — значения частоты или напряженности магнитного поля. Коэффициент частотных потерь характеризуется тангенсом угла наклона прямой, выражающей зависимость tgd|x =Ki(f), к оси абсцисс (черт. 3). Коэффициент потерь на гистерезис характеризуется тангенсом угла наклона прямой, выражающей зависимость tgd;>. =f2(^M), к оси абсцисс (черт. 4). Коэффициент дополнительных потерь графически выражается отрезком на оси ординат, соответствующим tgd,x при /■ = 0 и Ят = 0 и отсекаемым при экстраполяции прямых. tgSjx = F1(f) или tgd|x = F2(Hm). |