Страница 2: ГОСТ 29004-91. Сердечники для катушек индуктивности и трансформаторов, используемых в аппаратуре дальней связи. Часть 1. Методы измерений (76891)

Начальное амплитудное значение напряженности поля должно быть выше напряженности поля технического насыщения сердеч­ника, и за каждый период уменьшения амплитуды напряжен­ности поля магнитный поток в сердечнике должен дважды изме­нять свой знак.

Существует два основных варианта.

Вариант 1

Через измерительную катушку с образцом пропускают пере­менный ток, величина которого плавно уменьшается до нуля. Уменьшение тока может происходить:

1. по линейному закону с помощью потенциометра. Уменьше­ние амплитуды должно производиться не менее чем за 50 циклов;

2. по экспоненциальному закону при разрядке конденсатора. В этом случае отношение двух последовательных амплитудных значений тока одного направления должно быть не менее 0,78.

Во время магнитной подготовки катушка не должна сильно нагреваться под воздействием проходящего через нее тока.

Подробное описание этого варианта дано в приложениях 1 и 2.

Вариант 2

Образец помещают в переменное поле воздушного зазора элек­тромагнита.

Подробное описание этого варианта дано в приложении 3.

Сердечник следует нагревать с определенной скоростью воз-

■растания температуры и выдерживать около 40 мин при темпера­туре, превышающей топку Кюри примерно на 25 °С.

Подробное описание метода дано в приложении 4.

3. Измерение индуктивности

   1. Н а з н а ч е н и е

Дать общие указании для измерения индуктивности обмоток катушек и трансформаторов, не вдаваясь в подробности метода измерения, которые завнея'г от используемой для измерения элек- гро и з мсри те л ь н о й аппаратуры.

Основные цели измерения:

1. получить значение абсолютной величины индуктивного па­раметра сердечника;

2. получить зависимость индуктивного параметра сердечника от различных факторов.

Как правило, применяется измерительная катушка, ио можно также использовать любую коаксиальную линию, резонатор или другое устройство, обеспечивающее необходимое взаимодействие между магнитным материалом и электромагнитным сигналом.

При измерении кольцевых сердечников с помощью катушек витки измерительной катушки должны быть распределены таким образом, чтобы для обеспечения удовлетворительной точности из­мерения уменьшить до минимума собственную емкость и поле рас­сеяния.

При измерении сердечников, собираемых вокруг катушки, фор­ма измерительной катушки должна соответствовать форме кату­шек, обычно используемых с данным сердечником, и влияние ее формы на величину измеряемой индуктивности должно быть нез­начительным.

Если нет других указаний, то измерительную катушку с карка­сом катушки или капсулой, или с тем и другим следует установить коаксиально той части сердечника, которую она охватывает.

Сторону катушки, где расположено начало обмотки, для осу­ществления контакта с сердечником необходимо слегка прижать к последнему на одном конце стержня. При этом в случае сим­метричного сердечника катушка должна соприкасаться с сердеч­ником на одном или на другом конце стержня; в случае симмет­ричного сердечника с несимметричным воздушным зазором ка­тушка должна соприкасаться с той половиной сердечника, кото­рая содержит меньшую частій воздушного зазора.

Олпа из поверхностей катушки должна иметь метку для опре­деления ее положения. Следует сохранять заданное положение ка- гешки до конца измерений для обеспечения максимальной повто- р я е м о ст и р сз у л ьт а то в

.Подробное описание конструкции измерительной катушки и еег расположения должно быть приведено в соответствующей части технических условий. Руководство по конструированию катушек для измерения индуктивности дано в приложении 5.

Может быть использована любая измерительная аппаратура, если точность ее совместима с заданными допусками и принята в расчет также воспроизводимость измерения других составляющих, метода измерения.

Частота измерительного тока должна быть достаточно низкой, чтобы избежать, влияния собственной емкости измерительной ка­тушки на результат измерения даже при удвоении этой частоты. При измерении индуктивности, соответствующей начальной маг­нитной проницаемости, величина магнитной индукции должна быть настолько малой, чтобы удвоение ее значения вызывало» лишь незначительное изменение измеряемой величины. При необ­ходимости результат может быть скорректирован методом линей­ной экстраполяции по результатам измерения, полученным при низкой магнитной индукции.

Следует указывать частоту измерительного тока и амплитудное* значение эффективной индукции.

Примечание. Амплитудное значение эффективной индукции В_е в сер­дечнике можно получить из формулы

- с/уг *

^{Ве =}a>NA_e’

где U — действующее значение синусоидального напряжения, прикладываемого к катушке.

Для относительных измерений справедливы те же положения, что и для измерений абсолютных, за исключением того, что в этом случае не имеет значения абсолютная точность измерительного- прибора, поскольку относительное приращение индуктивности L/L может быть определено с требуемой точностью в используе­мой части диапазона (диапазонов) измерений. Практически верх­ний предел амплитудного значения индукции для любой части сердечника равен 0,25 мТл, и в поле с индукцией такой величи­ны во время каждого измерения сердечник можно помещать не дольше чем на 1 мин.

Если применяется частотный метод измерения, следует убе­диться что частоты низки для обеспечения плоской части кривой зависимости магнитной проницаемости материала от частоты, и что отсутствует заметное влияние распределения тока, обуслов­ленное вихревыми токами в измерительной катушке.

Следует указывать (примерную) частоту измерения и величи­ну индуктивности, ■н' V^і

РАЗДЕЛ II. ОБЩИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

3. Дезаккомодация

   1. II а з и а ч с н и с

Оцепить изменение магнитной проницаемости сердечника во времени.

П р и м е ч а н и я:

1. Обе составляющие комплексной магнитной проницаемости проявляют де­за к ком одац и ю, но в настоящем стандарте рассматривается только ее действи­тельная часть.

2. Для оценки изменения магнитной проницаемости во времени может быть использована либо дезаккомодация, либо (фактор) относительный коэффициент дезаккомодации. См. также п. 8.6.

Сердечник подвергается магнитной подготовке; дважды при заданных значениях времени после магнитной подготовки изме­ряется индуктивность или какой-либо другой параметр, соответ­ствующий начальной магнитной проницаемости. Дезаккомодация или (фактор) оносительный коэффициент дезаккомодации рассчи­тывается по разности измеренных значений.

Примечание, С увеличением индукции дезаккомодация обычно умень­шается, поэтому ее величина указывается, главным образом, для низких зна­чений магнитной индукции.

Измерения должны производиться на сердечниках, выпускае­мых серийно.

Если сердечник состоит из нескольких частей (например бро­невой сердечник) и требуется измерить дезаккомодацию с обыч­ной для сердечника данного типоразмера катушкой индуктив­ности, желательно, чтобы единственным воздушным зазором на пути магнитного потока был остаточный воздушный зазор между контактирующими поверхностями. Если имеется несколько сер­дечников с различной величиной воздушного зазора, допускается проводить измерение на сердечниках с наименьшим воздушным зазором.

Примечания:

1. В некоторых случаях, как например, при использовании броневых сер­дечников с центральным отверстием, обмотку можно наматывать на чашки броневого сердечника, как на кольцевой сердечник. При этом измерение деза­ккомодации можно производить после того, как установлено, что результаты незначительно отличаются или могут быть скоррелированы с результатами, по­лучаемыми при измерениях с обычной броневой катушкой индуктивности, и кроме того, величина начальной магнитной проницаемости, измеренная на торо­идальной обмотке, незначительно отличается от величины, измеренной на обычной катушке. Измерения по этому методу следует проводить с большой осторожностью. Когда тороидальная обмотка наносится на броневой сердечник с пазом, влияние внешних стенок на магнитный поток пренебрежимо мало.

2. У некоторых материалов дезаккомодация заметно изменяется сразу же после обжига. В таких случаях в справочных листах должно быть указано, что 3*

измерение дезаккомодации при приемочных испытаниях не следует проводить к пределах определенного промежутка времени после изготовления; также сле­дует указать от какого момента производится отсчет этого промежутка.

Погрешность измерения времени не должна превышать ±1%. В том случае, если счетчик времени запускается устройством для: магнитной подготовки, эта величина должна включать погреш­ность и пускового устройства, и счетчика времени.

Примечай и е. При электрическом методе магнитной подготовки началь­ной точки отсчета времени должен быть момент, когда напряженность ноля' начинает уменьшаться после значения, соответствующего техническому насыще­нию. При использовании таких автоматических устройств проведения магнитной, подготовки, как например, с разрядкой конденсатора или с усилителем мощнос­ти, весь процесс магнитной подготовки настолько скоротечен, что успевает про изойти еще до первого измерения.

1. Сердечник собирается с измерительной катушкой в соот­ветствии с требованиями п. 4.3.

2. Сердечник должен быть подвергнут магнитной подготовке* одним из методов, приведенных в п. 6. Используемый метод магнитной подготовки должен быть указан вместе с основными характеристиками осуществляющего его устройства. Во всех слу­чаях прибор должен четко и надежно показывать момент завер­шения магнитной подготовки, так как этот момент принят за на­чальную точку отсчета при измерении времени и в значительной степени влияет на точность измерения дезаккомодации.

3. В соответствии с требованиями п. 7.4 снимаются два по­казания: при электрическом методе магнитной подготовки первое показание снимается через 10 мин и второе — через 100 мин пос­ле окончания магнитной подготовки;

при термическом методе магнитной подготовки первое показа­ние снимается через 24 ч и второе — через 48 ч после начального времени измерения /₀, которое определяют как момент, когда при охлаждении сердечника температура его достигает величины, превышающей температуру измерения на 10°С.

Можно производить измерения и через другие промежутки времени, но желательно, чтобы весь процесс не занимал более 24 ч при электрическом методе магнитной подготовки. Методика изме­рения и условия окружающей среды должны быть идентичны при обоих измерениях.

Дезаккомодация D за промежуток времени между и вы­числяется из разности двух показаний, отнесенной к первому по­казанию. При измерении индуктивности она рассчитывается по формуле

(Фактор) относительный коэффициент дезаккомодации D_F может быть рассчитан по формуле

где L_x— индуктивность, измеренная в момент времени t (мин) после окончания магнитной подготовки; Л₂ — индуктивность, изме­ренная в момент времени (мин) после окончания магнитной под­готовки.

Примечание. Поскольку дезаккомодация примерно пропорциональна ло­гарифму времени, (фактор) относительный коэффициент дезаккомодации обыч­но применяется для оценки изменения магнитной проницаемости во времени. В допустимых пределах можно выразить дезаккомодацию сердечника с воздуш­ным зазором через (фактор) относительный коэффициент дззаккомодапли ма­териала

Из-за ограничений в производственном процессе свойства сердечников раз­личной конфигурации, изготовленных из одного и того же материала, могут отличаться.

3. Зависимость магнитной проницаемости (или фактора индук­тивности Al ) от температуры

Оценить изменение магнитной проницаемости сердечника (или фактора индуктивности .сердечника) в, зависимости от изменения температуры. < • •• ■■■

Продолжительность и степень сложности измерения определя­ются требуемой точностью. На основании этого различают три ос­новных метода измерения. • .

Метод А

Сердечник, собранный с измерительной, катушкой, подвергает­ся циклическому воздействию очень ‘медленно’ изменяющейся тем­пературы. После двух или более стабилизирующих⁴ циклов про­изводится непрерывная регистрация температуры и индуктив­ности.

Метод В

Сердечник, собранный с измерительной катушкой, подвергает­ся циклическому воздействию с умеренной скоростью изменяю­щейся температуры. После двух или более стабилизирующих цик­лов изменение температуры при заданном значении прекращается. Во время каждой паузы заданная температура поддерживается постоянной в течение времени, достаточного для того, чтобы тем­пература сердечника достигла равновесия перед тем, как будет произведено измерение.Метод С

Сердечник, собранный с измерительной катушкой, подвергается циклическому воздействию с умеренной скоростью изменяющей­ся темпера гуры. После двух или более стабилизирующих циклов изменение температуры при заданном значении прекращается. Во время каждой паузы заданная температура поддерживается постоянной. После достижения сердечником теплового равнове­сия, его подвергают магнитной подготовке и через строго опреде­ленное время производят измерение.