1 Общие требования к выполнению лабораторных работ, оформлению отчётов

Прежде чем приступить к выполнению лабораторных работ, каждый студент должен получить инструктаж по технике безопасности в соответствии с инструкциями лаборатории электрических измерений.

Перед выполнением лабораторных работ необходимо изучить теоретические и практические положения соответствующего раздела изучаемого курса, ознакомиться со справочными данными тех или иных материалов и инструкциями к измерительным приборам.

Требования к оформлению отчетов по выполненным лабораторным работам представлены в методических указаниях к выполнению конкретной работы. Наиболее общим требованием к оформлению отчетов является то, что они должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандарта предприятия СТО НГТИ-3-2009 (требованиями к оформлению текстовой документации).

2 Испытания магнитных материалов. Краткие теоретические сведения

Магнитные измерения представляют собой обширную область измерительной техники. Испытания свойств магнитных материалов являются только частью этой области. Методику испытаний и аппаратуру для них в зависимости от назначения можно разделить на три вида:

• для приёмо-сдаточных испытаний в соответствии с нормативными документами на материалы;

• для текущего контроля на отдельных стадиях производства магнитных материалов;

• для научно-исследовательских работ.

При испытаниях магнитных материалов в большинстве случаев необходимо измерять:

• напряжённость магнитного поля;

• магнитную индукцию;

• потери на перемагничивание.

Диапазон измерения этих величин и условия измерения (температура, частота и др.) для разных групп материалов весьма разнообразны.

Наиболее широко используется при испытании магнитных материалов следующие методы и приборы.

1. Индуктивно-импульсный (баллистический) метод

Он позволяет измерять изменение потокосцепления с измерительной катушкой

где С_Ф– постоянная измерительного прибора (баллистического гальванометра или веберметра) по магнитному потоку;

- отклонение подвижной части указателя (для баллистического гальванометра – первый максимальный или так называемый баллистический отброс), возникающее в результате изменения магнитного потока.

Достаточно широко используются для измерения магнитного потока магнитоэлектрические и фотогальванометрические веберметры:

• магнитоэлектрический веберметр М1119, обладающий следующими характеристиками – С_Ф= 10^-4Вб/дел, погрешности не выше1.0% при сопротивлении внешней цепи до 10 Ом,2.5% - до 20 Ом и4% - до 30 Ом;

• фотогальванометрические веберметры представляют собой сочетание гальванометра с фотокомпенсационным усилителем. Наибольшей чувствительностью обладает микровеберметр Ф191 с ценой деления от 200 до 0.02 мкВб при гарантированной погрешности 1.0 – 2.5% (предусмотрена автоматическая коррекция и установка нуля)

Отечественная промышленность выпускает электронный веберметр Ф199 с пределами измерений от 25 до 2500 мкВб (с погрешностью 1.5 – 2.5%) и высокоточный цифровой веберметр Ф5050 с нижним пределом 10 мкВб.

Для определения баллистическим методом магнитной индукции и напряжённости магнитного поля на испытуемые образцы накладывают измерительные обмотки.

При измерении магнитной индукции измерительная обмотка должна охватывать образец, прилегая возможно ближе к его поверхности и располагаясь таким образом, чтобы витки были перпендикулярны направлению магнитного потока.

Изменение магнитной индукции

где (SW)_B– произведение средней площади измерительной катушки на число её витков (постоянная катушки).

При измерении напряжённостимагнитного поля в образце пользуются тем, что касательная составляющая напряжённости магнитного поля на границе сред с разными значениями магнитной проницаемости (образец - воздух) непрерывна. Следовательно, измерив Н на поверхности образца, можно считать (с допустимым для большинства практических случаев приближением), что эта же напряжённость поля имеет место и в образце.

Катушку для измерения напряжённости поля выполняют в виде плоской обмотки, располагая её перпендикулярно направлению поля одной из сторон образца и возможно ближе к нему.

Изменение напряжённости магнитного поля

где (SW)_B– постоянная измерительной катушки для измерения напряжённости поля.

Баллистический метод является классическим методом определения магнитных характеристик в постоянных магнитных полях. Погрешность при испытаниях магнитных материалов этим методом составляет приблизительно 1 – 3%, в случае применения специальных компенсационных схем её можно уменьшить до десятых долей процента.

Основными недостатками баллистического метода являются большая трудоёмкость, невозможность проведения непрерывных измерений, трудоёмкость автоматизации.