Для достоверного сравнения результатов надо учитывать условия испытания регулирующего устройства, например тип сердеч-
ника, воздушный зазор и- т. и. (см. примечание к п. 14.4). Для' оценки возможных погрешностей' измерения должны также указываться температурный коэффициент и дезаккомодация магнитной проницаемости сердечника.
Влияние стационарного магнитного поля
Назначе и и е
Установить метод определения изменения магнитной проницаемости, вызванного изменением намагничивания в стационарном; магнитном поле.
Принцип измерения
Сердечник подвергается магнитной подготовке. Затем при различных значениях напряженности постоянного магнитного поля измеряется индуктивность, соответствующая обратимой магнитной проницаемости, причем измерение начинается с нулевого значения напряженности прикладываемого’ постоянного- магнитного поля.
Образцы
Измерения должны производиться на сердечниках, выпускаемых серийно или специально предназначенных для контроля свойств материала.
Прим еч а ние. Не существует элементарной зависимости между результатами измерений, проводимых на сердечниках одного типоразмера с различными -воздушными зазорами.
Измерительная катушка
Все измерительные катушки должны быть пригодны для измерения индуктивности в соответствии с требованиями и. 7.4.
Провод должен быть таким, чтобы во время измерений, требующих максимального постоянного тока, можно было пренебречь изменением индуктивности, обусловленным изменением температуры.
В случае применения катушек взаимной индуктивности между их обмотками должна быть обеспечена максимально возможная индуктивная связь. Предпочтительно выполнение обмоток параллельно двумя проводами одного диаметра.
Примечание. При измерении на сердечниках с зазором рекомендуется использовать катушки с таким количеством витков, которое допускается объемом намоточного пространства и значением постоянного тока.
Методика изме р е п и я
Сердечник собирают с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3. При тороидальной обмотке витки должны равномерно распределяться по окружности.
Магнитная подготовка сердечника должна производиться в соответствии с требованиями разд. 6.
Через 15 мин после магнитной подготовки должна измеряться индуктивность в соответствии с требованиями п. 7.4. Во время
'измерения амплитудное значение переменной индукции в любой части сердечника ?не должно превышать 0,25 мТл. Должна указываться частота измерительного тока.
Затем последовательно устанавливают указанные значения постойного тока от минимального до максимального. Через 3 мин ± 15 с после постановки тока каждый раз снова производится измерение индуктивности в соответствии с перечислением 3 настоящего подпункта.
Примечания: 1. В приложении 11 приведены методы измерения индуктивности при наличии постоянного магнитного поля.
Во избежание выбросов постоянного магнитного поля установку значений постоянного тока следует производить Плавно.
Если указана только максимальная величина, следует ввести некоторые ; промежуточные значения.
Электромагнитные параметры в импульсном режиме
Н а з н а ч е н и е
Установить методы измерения параметров сердечников, имеющих значение при использовании сердечников в импульсном режиме, а именно: коэффициента импульсной индуктивности или импульсной магнитной проницаемости, а также нелинейности намагничивающего тока при заданном предельном значении произведения напряжение — время.
Т е р м и н о л о г и я
Импульсное возбуждение без постоянного подмагничивающего поля
Для данных методов применяются следующие определения:
Процесс, при котором состояние сердечника, характеризуемое остаточной индукцией, под воздействием импульса напряжения изменяется на состояние, соответствующее большему значению индукции того же направления, и при котором состояние сердечника возвращается к исходному, соответствующему остаточной индукции. Изменение состояния в координатах В—И при воздействии импульса показано на черт. 4.
При м.е ч ан н е к пп. 16.2.1 и 16.2.2.
Если во время восстановления обратная э. д. с. ограничивается только постоянной времени испытательной цепи, намагничивающий ток уменьшается экспоненциально.
Обратную э. д. с можно также поддерживать постоянной, например, путем возвращения энергии к источнику питания через вторичную обмотку; тогда уменьшение намагничивающего тока происходит почти линейно. Последний метод может предохранить от чрезмерно высоких значений обратных э. д. с. и высоких скоростей изменения потока. Различие относится, главным образом, к измерениям потерь.
. 16.2.2. Импульсное возбуждение с постоянным подмагничивающимся полем
Процесс, при котором состояние сердечника, характеризуемое шндукцией, определяемой постоянным подмагничивающим полем,
Импульсное возбуждение без постоянного под- магничиваюгцего поля
Черт. 4
под воздействием импульса напряжения изменяется на состояние^ соответствующее индукции противоположного направления, и при котором состояние сердечника возвращается к исходному, соот-
Импульсное возбуждение с постоянным подмагничивающим полем
1—Н - подмагничивание; 2 —
ДВ-подмагничивание; 3 —
= В-подмагничивавие4 В т
Черт. 5
ветствующему индукции, определяемой постоянным подмагничивающим полем. Изменение состояния в координатах В—Н при воздействии импульсом в этом случае показано на черт. 5.
Импульсная магнитная проницаемость цр
Относительная магнитная проницаемость, полученная из измерения индукции и соответствующего изменения напряженности магнитного поля, когда та или другая величина произвольно изменяется в заданных пределах:
(см. черт. 4 и 5)
Примечания: 1. Величина импульсной магнитной проницаемости существенно зависит от предельных отклонений индукции или напряженности магнитного поля. Эти предельные отклонения не обязательно симметричны по отношению к нулю.
Часто импульсная магнитная проницаемость относится к специальному случаю, когда к измерительной катушке прикладываются прямоугольные импульсы напряжения, тогда индукция имеет почти треугольную форму.
Амплитуда импульса Vm
Максимальное мгновенное значение идеального импульса напряжения относительно постоянного значения напряжения между импульсами. Идеальный импульс получается из реального импульса напряжения, если пренебречь такими нежелательными или не относящимися к импульсу явлениями, как выбросы (см. черт. 6).
Длительность импульса t(i
Интервал времени, в течение которого мгновенное значение импульса напряжения превышает 50% амплитуды импульса (см. черт. 6).
Импульсная индуктивность Lp
Отношение амплитуды импульса напряжения к средней скорости изменения намагничивающего тока im, протекающего через измерительную катушку заданной конфигурации, установленную в заданном положении на сердечнике
Um
где №т— общее изменение im за время, равное длительности импульса.
Для однополярных задающих импульсов &im= im.
Фактор импульсной индуктивности Alp
Отношение импульсной индуктивности к квадрату числа витков измерительной катушки
Предельное значение произведения напряжение — время
Заданное предельное значение произведения амплитуды импульса напряжения на время, равное длительности импульса. В этих пределах нелинейность намагничивающего тока, протекающе- то через измерительную катушку с сердечником, ис должна превышать заданной величины.
Нелинейность (во времени)
Отношение действительного мгновенного значения характеристики при времени t к значению, полученному посредством экстраполяции линейной части зависимости этой характеристики от времени в той же точке (см. также черт. 8).
Частота повторения импульсов
Частота повторения импульсов в периодической последовательности импульсов.
16.3. Методы
Сердечник возбуждается прямоугольными импульсами напряжения
Существуют два основных метода:
импульсы повторяются с заданной частотой повторения. Напряжение на измерительной катушке выпрямляется для того, чтобы уничтожить обратный выброс, и измеряется вольтметром средних значений. Измеряется также амплитудное значение намагничивающего тока;
на экране откалиброванного осциллографа воспроизводятся как кривая зависимости намагничивающего тока от времени — так и кривая зависимости напряжения на измерительной катушке индуктивности, интегрированного по времени, от намагничивающего тока— . Этот метод может быть использо
ван как для повторяющихся, так и для одиночных импульсов, .в последнем случае изображение на экране фотографируется.
Фактор импульсной индуктивности или импульсную магнитную проницаемость можно определить любым из двух методов; нелинейность намагничивающего тока при заданном предельном значении произведения напряжение — время может быть определена только вторым методом.
; 16.4. Образцы
Измерения должны производиться на сердечниках, выпускаемых серийно, и образующих замкнутые цепи.
Измерительнаякатушка
Число витков следует устанавливать в зависимости от условий томерения, используемой аппаратуры и заданной точности. Сопротивление и собственная емкость измерительной катушки на частоте измерения должны быть настолько малыми, насколько это требуется, чтобы погрешность измерения была незначительной. Обмотка измерительной катушки должна располагаться как можно равномернее и ближе к части или частям сердечника: расположение обмотки обычно подобно тому, которое используется для той области, в которой применяется сердечник. Если сердечник кольцевой, витки должны быть равномерно распределены по ,окружно ст и.
Если сопротивление катушки невозможно сделать настолько малым, чтобы прикладываемое напряжение совпадало с э. д. с. с достаточной точностью, следует использовать измерительную катушку взаимной индуктивности с отдельными обмотками тока и напряжения. Сопротивление обмотки напряжения должно быть значительно меньше входного импеданса подключаемого вольтметра, а ее собственная емкость должна быть достаточно малой,, чтобы вызываемая ею погрешность была незначительной. Обмотка должна быть расположена как можно ближе к сердечнику; обмотка тока должна полностью покрывать обмотку напряжения.
Примечания: 1. Между двумя обмотками желательно наличие электростатического экрана.
При нанесении обмотки на сердечник с острыми кромками следует принять меры предосторожности, чтобы не повредить изоляцию провода.
Измерительная аппаратура
Используют любую соответствующую измерительную аппаратуру. Примеры соответствующих цепей для измерения с экспоненциальным восстановлением приведены в приложении 12. Должны быть удовлетворены следующие требования:
Импульсный генератор
Используемый для этих измерений генератор при подключенной к нему измерительной цепи с катушкой, настроенной на соответствующий обратный выброс и время восстановления, должен иметь на выходе импульсы напряжения требуемой амплитуды,, длительности и частоты повторения и удовлетворять следующим основным требованиям:
при настройке на заданную величину амплитуда импульса должна оставаться постоянной в пределах 5%;
выходная мощность источника питания должна быть достаточной для создания импульса напряжения, имеющего спад вершины не более 10%;
во избежание значительного влияния на время нарастания и время спада, переключение должно быть достаточно быстрым;
величина выброса не должна превышать установленных пределов.
Измерение тока
Ток, протекающий через измерительную катушку (или ее обмотку тока), измеряется либо с помощью:
зонда тока, на выходе которого снимается сигнал, пропорциональный току в пределах 2%, и который при подключенном осциллографе не оказывает заметного влияния на спад вершины импульса напряжения; либо с помощью:
прецизионного резистора, расположенного между измерительной катушкой и заземлением, который вызывает падение напряжения, не превышающее Г% от номинальной амплитуды им- лульса, и имеет незначительную индуктивность.
Время восстановления
При измерении с периодическими последовательностями ИМ’ пульсов постоянная времени измерительной цепи должна быть такой, чтобы время восстановления было меньше интервала между импульсами. Это необходимо для того, чтобы поток в сердечнике возвращался к своему начальному значению;
Вольтметр
При использовании метода вольтметра средних значений вольт-
метр должен быть прибором класса 1,0 или более высокого класса4, а диод следует выбирать таким, чтобы вносимая им погрешность была незначительной;