Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



с учетом условий (2.107) и (2.108) это соотношение принимает вид tg5 = соЛзСз. (2-110)

Переменные резисторы R4 и R3 можно отградуировать в единицах

емкости Сх и значениях tg б.

Наиболее употребительные частоты напряжения питания мостов переменного тока 100 и 1000 Гц. При более высоких частотах сильно сказываются различные паразитные связи.

Следует заметить, что мосты для измерения сопротивлений, индуктивности и емкостей часто совмещаются в одном приборе. Такие приборы называются универсальными измерительными мостами. Они позволяют измерять индуктивность от долей микрогенри до тысяч генри, емкость -от сотых долей пикофарад до тысяч микрофарад. Относительная погрешность измерени» может не превышать сотых долей процента.

Глава третья

ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНЫХ ВЕЛИЧИН

Цельдо и содержанием магнитных измерений является исследование характеристик магнитных полей, материалов и образцов.

Магнитные измерения находят практическое применение при исследовании свойств материалов, испытаниях магнитных деталей и элементов, в магнитной дефектоскопии, при изучении магнитных полей Земли, при измерении и контроле магнитных полей в установках атомной и ядерной физики и т.п.

Основными величинами, характеризующими магнитное поле, являются магнитный поток, магнитная индукция и напряженность магнитного поля. Магнитные материалы оценивают по их характеристикам и параметрам - статическим и динамическим.

3.1. ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОТОКА. МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И НАПРЯЖЕННОСТИ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Измеряемые магнитные величины обычно предварительно преобразуются в электрические, более удобные для измерения. Преобразователи магнитных величин в электрические строятся на основе явлений электромагнитной индукции, ядерного магнитного резонанса, гальваномагнитного и некоторых других.

3.1.1. Использование измерительной катушки

Если измеряемый магнитный поток Ф сцеплен с катушкой, то в последней возникает ЭДС, определяемая формулой



е = - w<ldt, . (3.1)

где Wk - число витков катушки.

Таким образом, катушка выполняет роль преобразователя магнитной величины в электрическую. Выбор формы, конструкции и размеров такого индукционного преобразователя, назьюаемого измерительной катушкой, зависит от параметров магнитного поля и условий его измерения. В любом случае требуется, чтобы витки измерительной катушки были сцеплены лишь с измеряемым магнитным потоком.

Выражение (3.1) можно преобразовать к виду

сГФ = - {llwedt и проинтегрировать:

=--edt

ДФ = Ф(?2) - Ф(?1) =--- iedt. (3.2)

Из (3.2) следует, что изменение потока за время At - t2 - ti можно определить, проинтегрировав ЭДС в указанном временном интервале. Интегрирование можно осуществить различными способами. В магнитных измерениях для этих целей обычно используют баллистический гальванометр или веберметр.

Для измерения постоянного магнитного потока при помощи баллистического гальванометра собирается цепь, представленная на рис. 3.1. Измерительная катушка с числом витков и сопротивлением R подключается к баллистическому гальванометру, рамка которого имеет сопротивление R. Измерение производится следующим образом. Измерительная катушка сначала помещается в измеряемый магнитный поток так, чтобы плоскость ее витков была перпендикулярна магнитному полю. Затем катушка быстро выносится из области магнитного поля. Возникающий при этом в соответствии с (3.1) импульс ЭДС уравновешивается падением напряжения в цепи:

е = т +L{di/dt), (3.3)

где / - мгновенное значение тока; R = Ry. + 7? активное сопротивление цепи; L - ее индуктивность.

С учетом (3.3) выражение (3.2) можно переписать в виде

ДФ = ф(з) ф(,) = -(7?/wx




Рис.3.1

Рис. 3.2

X Sidt - (L/w J di = -{R/w[Qit2) - Qih)] -

- iL/w[at2) - Hh)],

где Q - количество электричества.

Интегрирование с учетом начальных и конечных условий

Ф(Г1) = Ф, Ф(Г2) = О, Qiti) = О,

ait2) = Q, Hh) = О, i(t2) = О

дает

ДФ = Ф = (R/wjQ.

(3.4)

Поскольку первый отброс Яб указателя баллистического гальванометра (см. § 2.2) связан с количеством электричества в импульсе тока соотношением

Ф= iR/Swa= (Сф/wX:

(3.5)

где Сф - постоянная гальванометра по магнитному потоку (цена деления) , которая определяется экспериментально.

Схема для определения Сф представлена на рис. 3.2. При переключении переключателя SA из положения 1 в положение 2 направление тока в обмотке Wi катушки взаимной индуктивности изменится на противоположное, т.е. Д/ = 2/i, и во вторичной обмотке произойдет изменение потока, равное

ДФг = Л/Д/, =М о 2/, ,

где Л/- коэффициент взаимной индукции катушки.

Такое изменение потока ДФ приводит к отклонению стрелки баллистического гальванометра а. Следовательно, цена измерителя магнит-106



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [33] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0188