2 Определение динамических характеристик
2.1 Схема для определения динамических характеристик осциллографическим способом изображена на рисунок 8.2.
Намагничивающая обмотка L1 испытуемого образца ИО подключена через амперметр A, резистор R1 к выходу автотрансформатора T. К измерительной обмотке L2 подключен интегратор, состоящий из операционного усилителя DA, резисторов R2, R3, конденсатора C. Напряжения с выхода интегратора и с резистора R1 подаются на входы «Y» и «X» электронно-лучевого осциллографа PS.
Для наблюдения динамической предельной петли гистерезиса
B (H) материала устанавливают с помощью движка автотрансформатора T амплитуду тока обмотки L1, достаточную для перемагничивания испытуемого образца по предельной петле гистерезиса. Определяют для электронно-лучевого осциллографа масштаб напряжений по вертикали mY (канал «Y») с помощью калибровочного сигнала осциллографа, принимая во внимание положение его органов управления.
Рассчитывают масштабы индукции m B и напряженности магнитного поля m H, соответствующие наблюдаемой осциллограмме:
,
где R1 и R2 – сопротивления резисторов соответственно R1 и R2;
S – поперечное сечение магнитопровода, м2;
lср – средняя длина магнитной линии в образце, м;
mX и mY – масштабы напряжений по горизонтали и вертикали для электронно-лучевого осциллографа.
Значения напряженности и индукции магнитного поля в образце рассчитывают по формулам:
,
где 
и 
– отклонения луча соответственно по горизонтали и вертикали.
Не изменяя масштабов mX и mY, уменьшают амплитуду тока в обмотке L1 от максимального значения, соответствующего предельной петле гистерезиса при каждом новом значении тока. По вершинам частных циклов строят основную кривую намагничивания в координатах предельной петли гистерезиса.
Относительная амплитудная магнитная проницаемость магнитного материала образца определяется по формуле
. (8.2)
Результаты измерений записываются в таблицу 8.3.
Таблица 8.3 – Определение магнитной индукции и напряженности магнитного поля внутри ИО в динамическом режиме осциллографическим методом
| № п/п | I, А | К | mX, В/мм | α H, мм | mY, В/мм | α B, мм | B, Тл | H, А/м | m |
В таблице 8.3 обозначены:
I – действующее значение тока намагничивания по амперметру, А;
К – кратность частот генератора развертки, К=1,0; К=0,2;
mX – масштаб напряжений по горизонтали электронно-лучевого осциллографа; для осциллографа типа С1-93 mX = 0,386 В/мм при К = 1,0 и mX = 0,078 В/мм при К = 0,2.
Значения сопротивления R2 и емкости С соответственно резистора и конденсатора интегратора составляют R2=9,4 кОм и С=0,09 мкФ.
2.2 Схема для определения динамических характеристик по способу амперметра и вольтметра изображена на рисунке 8.3. Намагничивающая обмотка L1 испытуемого образца ИО подключена через амперметр A и резистор R1 к выходу автотрансформатора T. К измерительной обмотке L2 подключен вольтметр V действующих значений. Электронно-лучевой осциллограф PS может быть подключен с помощью ключа S1 либо к резистору R1, либо к
измерительной обмотке L2.
Установив по амперметру А ток I в обмотке L1, достаточный для перемагничивания материала образца по предельной петле гистерезиса, определяют с помощью осциллографа PS форму тока в обмотке L1 и форму напряжения на зажимах обмотки L2. Убеждаются, что напряжение на обмотке L2 синусоидальной формы, а форма тока в обмотке L1 существенно несинусоидальная.
Для определения амплитудного значения H m магнитного поля в материале образца ключ S1 переводят в положение 1 и по вертикальному отклонению 
луча осциллографа определяют значение поля
,
где 
– амплитуда отклонения луча осциллографа;
mY – масштаб напряжения канала «Y» осциллографа, определяемый по его калибровочному каналу.
Для определения амплитудного значения B m индукции магнитного поля в материале образца с помощью вольтметра V определяют действующее значение U напряжения на измерительной обмотке L2, по которому находят индукцию:
,
где f – частота напряжения питающей сети;
– коэффициент формы сигнала (для синусоидального сигнала = 1,11).
Уменьшая ток I в обмотке L1, для каждого нового значения тока необходимо определить координаты вершин частных циклов и найти динамическую кривую намагничивания материала образца как геометрическое место вершин частных циклов гистерезиса.
Относительная амплитудная магнитная проницаемость определяется по формуле (8.2).
Результаты измерений записываются в таблицу 8.4.
Таблица 8.4 – Определение магнитной индукции и напряженности магнитного поля внутри ИО в динамическом режиме по способу амперметра, вольтметра
| № п/п | I, А | mY, В/мм | , мм
| U, В | B, Тл | H, А/м | m |
В таблице 8.4 обозначено:
I – действующее значение тока намагничивания по амперметру, А.
Используя файл расчета «Магнитные характеристики» по данным таблиц 8.1–8.4 с помощью ПЭВМ, получить распечатку таблиц и графиков статической и динамической кривых намагничивания, а так же зависимостей относительной и амплитудной магнитных проницаемостей от величины
напряженности магнитного поля внутри ИО.
Контрольные вопросы
1 Почему чувствительность веберметра зависит от сопротивления измерительной цепи?
2 С какой целью размагничивают испытуемый образец?
3 Какова цель магнитной подготовки испытуемого образца?
4 Назовите достоинства и недостатки осциллографического способа исследования характеристик магнитных материалов?
5 Укажите источники погрешностей при реализации способа амперметра и вольтметра?
6 Какие основные погрешности возникают при определении параметров динамических характеристик ферромагнитных материалов? Как уменьшить эти погрешности?
Литература
[1, С. 175-182, 430-442, 445-446; 6, С. 83-88, 107-108, 110-115]
Часть II