---

2. Компенсация реактивного сопротивления резистора осущесизляется, в основном, только на одной частоте.

Частотные диапазоны вольтметров и осциллографа должны пропускать все гармоники прикладываемых напряжений, амплиту­ды которых составляют один или более процентов от основныхгармоник. Диапазон частот должен быть указан в технических; условиях на сердечники конкретных типов.

Любая погрешность по фазе между каналами умножающего³ вольтметра не должна превышать 0,003 рад во. всем требуемом диапазоне частот. Входной импеданс обоих каналов должен быть достаточно высоким, чтобы его влияние на цепь было незначи­тельным.

4. Вольтметр средних размеров и вольтметр действующих зна­чений должны быть вольтметрами класса 1,0 или более высокого: класса в соответствии с требованиями Публикации 51 МЭК*.

С о б с т в е н н а я и от р е ш и о с г ь к а ж до го канала у м н о ж а ю ще го - вольтметра не должна превышать 1% предела измерений; это* допускается, например, когда для определения среднего значения напряжения на измерительной катушке вместо отдельного вольт­метра используют умножающий вольтметр.

При использовании в режиме умножения показания умножаю^ щего вольтметра должны быть равны среднему во времени зна­чению произведения мгновенных значений двух напряжений, из­меряемых каждым каналом, с погрешностью, не превышающей 2% предела измерений при известной постоянной измерительного^ прибора.

П р и менания: 1. Следует соблюдать указанное¹ для умножающего вольт­метра предельное значение коэффициента амплитуды.

2. Если добротность Q измерительной катушки с сердечником больше 10,. погрешность измерения среднего значения произведения возрастает.

5. Чтобы обеспечить погрешность показаний напряжений, из­меряемых осциллографическим методом, много меньшую 3% пре^- дела измерений, следует использовать соответствующие калибро­вочные средства. Должны быть приняты меры, чтобы погреш­ность измерения площади петли не превышала 5%.

6. Для поддержания заданной температуры сердечника во вре­мя измерения должно быть обеспечено регулирование температу­ры окружающей среды.

1. Измеряемый сердечник собирается с измерительной катуш­кой в соответствии с требованиями п. 5'.2.

2. Если задана температура сердечника, он должен быть по­мешен в среду, в которой обеспечивается регулирование темпера­туры, в соответствии с требованиями п. 11.2.5. перечисление 7).. Измерение должно проводиться как можно быстрее, чтобы нагре­вание катушки и сердечника измерительным токам было, незначи­тельным.

3. Катушка с сердечником включается в цепь, и регулировка ■генератора производится таким «образом, чтобы получить задан­ную форму напряжения или тока на заданной частоте. Напряже­ние источника питания регулируется таким образом, чтобы сред­нее значение напряжения на измерительной катушке, отнесен­ное к полупериоду, удовлетворяло соотношению тде f —частота измерения;

N—число витков измерительной катушки индуктивности или обмотки напряжения измерительной катушки взаимной индуктивности;

Д5 —заданное измерение индукции во время измерения.

При симметричном изменении индукции, имеющей амплитуд­

ное значение B_fВ~2В,

А— либо эффективная площадь сердечника А_е, либо номи­

нальное значение наименьшего поперечного сечения Л_мип, в зависимости от требований технических усло­вий на сердечники конкретных типов.

Все размеры, используемые ДЛЯ вычисления Дуин> должны представлять собой средние значения в пределах заданных допус­

ков и приводиться на соответствующем чертеже.

Примечания: 1. Когда

используется

осциллографический

метод

применения вольтметра средних

значений, максимальное интегрированное

без нап-

ряжение, измеряемое на катушке, составит

(^^)макс = Л'ДД5.

2. При импульсных измерениях может быть использована одна из цепей, «описанных в разд. 16, с добавлением, если требуется, умножающего полы- метра, Схемы этих цепей приведены в приложении 12,

5. При измерении методом умножающего вольтметра показа­ния снимаются, когда вольтметр включен на умножение.

При измерении мостовым методом производится окончательное уравновешивание моста, снимаются показания с регулируемых элементов моста, которые сравниваются с начальными значения­ми до подключения катушки с сердечником, и измеряется дейст­вующее значение напряжения на катушке.

При измерении осциллографическим методом фотографирует­ся осциллограмма петли, по возможности таким образом, чтобы 'были включены калибровочные импульсы напряжения в обеих ’координатах.

Примечая и е. Более высокая точность может быть получена при ис­пользовании метода цифровой обработки данных. В этом случае можно непос­редственно вычислить площадь петли.

1. Метод умножающего вольтметра

Общие потери в сердечнике в ваттах определяют следующим? образом:

P^(U‘ 1)=аК, где (*м‘)—среднее во времени значение произведения напряже­ния на катуш’ке с сердечником и тока,, протекающе­го через нее;

а — показание измерительного прибора;

К — постоянная измерительного прибора, определяемая че­рез чувствительность обоих каналов, сопротивление резистора Ri и предел измерений соответствующего прибора.

При импульсных измерениях частота повторения импульсов f_p выбирается, исходя из времени восстановления. Поэтому в данном случае предпочтительнее выражать потери через энергию за период Е= (ud)/f_p. При заданных амплитуде и длительности? импульса Е не зависит от f_p, а в общем случае P^=Ef_p.

Следует давать ссылку на инструкции изготовителя, прила­гаемые к прибору и касающиеся возможных погрешностей и спо­собов их корректировки.

3. Мостовой метод

Эквивалентное параллельное сопротивление R_p катушки с сер­дечником определяется через значения соответствующих элемен­тов моста; тогда общие потери в сердечнике в ваттах будут пред­ставлены следующим соотношением:

и'¹

Rp '

где U — действующее значение напряжения на измерительной ка­тушке в момент равновесия моста.

Примечание. Это напряжение равно напряжению на генераторе G в состоянии равновесия моста (см. п. 2 приложения 9)

4. Осциллографический метод

С помощью калибровочных импульсов по площади петли оп­ределяется энергия за период Е в джоулях. Тогда общие потери в сердечнике в ваттах составят

P—fE.

5. Удельная мощность потерь

Удельная мощность потерь определяется:

или через соотношение р

Р

где Ру

удельная мощность потерь (по объему);

у = —, выражаемое обычно в Вт/дм³ ( = мкВт/мм³)_геV _t>—эффективный объем сердечника; или через соотношение

р

— і выражаемое обычно в Вт/кг,

где Р_т— удельная мощность потерь (по массе); т— масса сердечника.

12. Нелинейность по третьей гармонике

    1. Назначение

Определить по величине третьей гармоники искажения, возни­кающие в сердечнике.

Для данного метода постоянная нелинейность искажений мате­риала определяется по формуле где U] — прикладываемое напряжение основной частоты;

£з— э. д. с. — генерируемая сердечником, на частоте третьей гармоники;

В—амплитудное значение индукции, соответствующее вели­чине (71.

Могут быть использованы два основных метода:

1. Метод низкого импеданса

К измерительной катушке с сердечником от генератора пода­ется ток основной частоты; фильтр блокирует ток третьей гармо­ники генератора. Цепь, соединенная последовательно с измери­тельной катушкой, на частоте третьей гармоники обладает импе­дансом гораздо более низким, чем реактивное сопротивление из­мерительной катушки на этой же частоте.

Напряжение третьей гармоники в цепи измеряется на сопро­тивлении известной величины (это может быть полное сопротив­ление, соединенное последовательно с катушкой). Постоянная не­линейных искажений материала дв рассчитывается по этому из­меренному значению напряжения третьей гармоники, напряжению основной частоты, прикладываемому к измерительной катушке, и параметрам цепи и катушки.

2. Метод высокого импеданса

К измерительной катушке с сердечником от генератора подает­ся ток основной частоты; фильтр блокирует ток третьей гармони­ки генератора. Цепь, соединенная последовательно с измеритель­ной катушкой, на частоте третьей гармоники обладает импедансом, значительно превышающим реактивное сопротивление измери­тельной катушки на этой же частоте.

Измеряется э. д. с. третьей гармоники, генерируемая в катуш­ке. Постоянная нелинейность искажений материала бв рассчиты­вается по этому измеренному значению э. д. с. третьей гармони­ки, напряжению основной частоты, прикладываемому к измери­тельной катушке, и параметрам цепи и катушки.

Примечание. Когда импеданс цепи, в которую последовательно вклю­чена измерительная катушка, достаточно высок, э. д. с. может быть измерена как напряжение на зажимах катушки. В противном случае, следует использо­вать метод инжекции (см. п. 12.6 перечисление 4).

Измерения должны производиться на сердечниках, выпускае­мых серийно.

Может быть использован любой выпускаемый промышлен­ностью прибор, пригодный для измерения напряжения третьей гармоники, или совокупность измерительных приборов, имеющих соответствующие характеристики. Пример цепи, пригодной для измерения методом низкого импеданса, приведен в приложении 10.

Должны быть удовлетворены следующие требования:

1. Погрешность измерения напряжения должна быть менее 5%.

2. Элементы, включенные в измерительную цепь с образцом, практически не должны быть источниками нелинейных искажений. Если вместо образца помещается линейный элемент (например, катушка с воздушным сердечником), напряжение третьей гармо­ники должно быть, по меньшей мере, на 120 дБ ниже напряже­ния основной частоты.

Для проверки измерительной системы следует иметь соответ­ствующее устройство с известной величиной нелинейности, напри­мер, резистивную цепь с диодом Зенера.

Примечание. Требования к фильтрам вытекают из указанных выше требований и зависят от выбранной .измерительной цепи. Более подробные дан­ные приведены в приложении 10.

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

2. При использовании метода высокого импеданса индуктив­ность катушки измеряется в соответствии с требованиями п. 7.3, чтобы получить эффективную магнитную проницаемость сердеч­ника.

3. Прямое измерение

Катушка включается в измерительную цепь. Измерительная цепь настраивается на заданную частоту и измеряется напряже-

ние третьей гармоники в соответствии с методикой, применимой для этой цепи.

4. Метод инжекции

При использовании метода высокого импеданса, когда импе­данс цепи, в которую последовательно включена измерительная катушка, не намного превышает импеданс катушки, измеритель­ная катушка включается в цепь последовательно с резистором, имеющим известное небольшое сопротивление (например, 1 Ом).

Измерительная цепь настраивается в соответствии с методикой, применимой для этой цепи. К цепи прикладывается напряжение заданной основной частоты и отмечается показание вольтметра, измеряющего напряжение третьей гармоники. Затем напряжение отключается, и на резистор, включенный последовательно с ка­тушкой, подается напряжение третьей гармоники. При достижении такого же показания вольтметра, измеряющего напряжение третьей гармоники, считается, что напряжение, прикладываемое к резистору, равно э. д. с. Затем следует измерить это прикладывае­мое напряжение.

Постоянная нелинейных искажений материала дв вычисляется следующим образом:

1. При использовании метода низкого импеданса и-измерении напряжения третьей гармоники

ЗсОііуУ³у,'

где сої — основная угловая частота напряжения основной гармо­ники;

— напряжение основной гармоники, прикладываемое к из­мерительной катушке;

(7₃ — напряжение третьей гармоники, измеренное на резисто­ре R известной величины (это может быть полное соп­ротивление цепи с последовательно включенной катуш­кой).

2. При использовании метода высокого импеданса

^{в _}p._gyr й*~ ’

где Ез—е. д. с., генерируемая сердечником, на частоте третьей гармоники;

А_е—эффективная площадь поперечного сечения сердечника ГОСТ 28899.

Примечание. В нижней части частотного диапазона постоянная нели­нейных искажений материала связана с постоянной гистерезиса материала сле­дующим соотношением: ~ .

Приведенное выше выражение справедливо только в тек слу­чаях, когда действительно соотношение Релея-Йордана.

12. Чувствительность к магнитному удару

    1. Назначение