2 Метод двуголкового датчика

У випадку, якщо індукцію необхідно визначити на такій ділянці магнітопровода, де не можливо намотати вимірювальну котушку, але з якої-небудь сторони є доступ до обраного перерізу, користуються методом двуголкового датчика (рис. 1.2).

Датчик являє собою дві голки з твердої немагнітної або слабомагнітної сталі, від яких відходять біфілярно провідники до вимірювального приладу (гальванометру, флюксметру при вимірі в постійних магнітних полях або електронного мілівольтметра при вимірі в змінних магнітних полях).

Голки встановлюють на деякій відстані друг від друга по периметру обраного перерізу і провід від однієї голки до іншої повинний проходити поблизу поверхні зразка.

При перемагнічуванні в магнітопроводі виникає ЕРС вихрових струмів, яка зв'язана з виникненням магнітного потоку таким чином, як і ЕРС, що індуцирується у вимірювальній котушці в першому методі. Так як датчик вимірює тільки частину ЕРС еквівалентного контуру вихрових струмів, то ЕРС, що визначена, необхідно помножити на відношення периметра контуру АВСД l_в до відстані між вістрями гілок датчика l_д, тобто в розрахункові формули повин-ний входити множник l_в/ l_д при W₂ = 1, тобто

. (1.5)

3 Визначення змінного магнітного потоку та індукції по ерс у вимірювальній котушці

Вимір змінної ЕРС, яка індуцирується у вимірювальній котушці, що охоплює досліджуваний переріз магнітопроводу, може здійснено різними способами (по амплітудному, середньому, діючому значенню 1-ї гармоніки). Відповідно буде різний зв'язок між ЕРС, що вимірюється і магнітною індукцією. Вимірювальна схема (метод амперметра-вольтметра) приведена на рис. 1.3.

С утність цього методу полягає у вимірі ЕРС у вимірювальній котушці і струму в основному колі. Вимір струму в обмотці W₁, що намагнічує, електро-магнітного пристрою може бути здійснений вольтметром рV3, який під’єднується до резистора R₁. За допомогою вольтметра рV2 вимірюється ЕРС, що індуцирується у вимірювальній котушці W₂, яка відповідає встановленому в первинному колі струму. Для виключення похибки показань вольтметру (електромагнітної та електродинамічної системи) повинна вводитися поправка ΔU₂.

, (1.6)

де R₁ і R₂ - відповідно активний опір вимірювальної котушки і вольтметра.

Тоді

. (1.7)

Поправкою можна зневажити, якщо використовувати вольтметр з великим внутрішнім опором, наприклад, електронний вольтметр В7-21А, В7-27.

Визначення магнітної індукції за середнім значенням ЕРС зручніше, тому що зв'язок між Е_сер і максимальним значенням магнітного потоку не залежить від форми кривої ЕРС:

, (1.8)

де Е_сер – середнє значення напруги у вимірювальній котушці, В;

- число витків вимірювальної котушки;

f – частота струму, що намагнічує;

- переріз магнітопроводу, м².

У цьому випадку використовуються вольтметри середніх значень Ф-517 або Ф-564.

Можливе визначення магнітного потоку за діючим значенням ЕРС із використанням між ними співвідношень:

; , (1.9)

де Е – діюче значення напруги у вимірювальній котушці, В;

f – частота потоку, що намагнічує, Гц;

- коефіцієнт форми кривої ЕРС.

При технічних вимірах прийнято вважати для індукції 1 Тл =1,11, а для 1,5 Тл =1,16 (для електротехнічних сталей).

Більш точнішою в порівнянні з приведеною вище, є компенсаційна схема визначення ЕРС у вимірювальній котушці за допомогою потенціометра змінного струму (рис. 1.4).

У котушці W₁, що намагнічує, встановлюється необхідний струм, який контролюється амперметром рА1. ЕРС, що індукується у вимірювальній котушці W₂, визначається за допомогою потенціометра П. Для встановлення струму у колі потенціометра служить амперметр рА2 (електродинамічної або електромагнітної системи), а як нульовий індикатор береться вібраційний гальванометр ВГ.

ЕРС змінного струму, що вимірюється на потенціометрі (наприклад, Р56) врівноважується двома послідовно включеними напругами, що регулюються, які створюються робочим струмом потенціометра на двох резисторах, опір яких регулюють доти, поки величина, що вимірюється, не буде урівноважена напругою u_п, що дорівнює геометричній сумі напруг.

Точність встановлення струму по амперметру рА2 визначає похибку виміру ЕРС. Цим методом визначається 1-а гармоніка індукції за формулою:

. (1.10)