ГОСТ 29004-91

ОбозначениеГОСТ 29004-91
НаименованиеСердечники для катушек индуктивности и трансформаторов, используемых в аппаратуре дальней связи. Часть 1. Методы измерений
СтатусДействует
Дата введения01/01/1992
Дата отмены-
Заменен на-
Код ОКС29.100.10, 31.220.99, 33.120.99
Текст ГОСТа

БЗ 7—89/535

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СЕРДЕЧНИКИ

ДЛЯ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ И ТРАНСФОРМАТОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В АППАРАТУРЕ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ

ЧАСТЬ 1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСТ 29004—91 (МЭК 367-1—82)

Издание официальное

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР

Москва

V/IK Ь2\ Л 14,21.042:006,354 Группа Э02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СЕРДЕЧНИКИ ДЛЯ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ И ТРАНСФОРМАТОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В АППАРАТУРЕ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ

Часть 1. Методы измерений

Inductor and transfoimer cores for telecommunications.

Part 1. Measuring methods

ГОСТ

29004—91

(МЭК 367—1—82)

OKU ьзоооо

Дата введения 01*01.92*

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Облапь применения

11асюящий ста и дар i р а спрос гран я стоя на магнитные сердеч-п .кп, из I от а вл н ваем ыс, главным образом, из магнитных оксидных материалов или металлических порошков, используемые в трансформаторах и катушках индуктивности, применяемых в аппара-г\ре дальней связи и аналогичной ей электронной аппаратуре.

Некоторые из предлагаемых в настоящем стандарте методов могут также применяться к магнитным сердечникам, используе-мым в устройствах другого рода.

Данный стандарт применяется для разработки технических условий на магнитные сердечники, в том числе подлежащие сертификации.

2. Назначение

Дать руководство по составлению той части технических условий на магнитные сердечники, которая касается методов измерения их магнитных и электрических свойств. В настоящем стандарте приводятся только общие принципы, которыми следует руководствоваться при проведении различных испытаний, и рассматриваются факторы, которые необходимо принимать во внимание при решении вопроса о том, какой метод испытания следует включать в технические условия.

* Порядок введения—в соответствии с приложением 14.

Издание официальное

Издательство стандартов, 1991

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР

В cooi bcmci ним l назначенном методов измерений чае i1, i u> юн i из i pc \ pa щс.юв*

Раз дед I. Общие положения. Включает основные мего Щ1 и условия измерений, обычно применяемые в комплексе с мою 3 v i измерений, приведенными в разд. II и III.

Раздел II. Общие методы измерений Включае1 м тед и ■-пользузмые для измерения основных параметров сердечн ikob трансформаторов и катушек индуктивности.

Раздел III. Специальные методы измерений. Включает методы, предназначенные для сведения и помещаемые в технические и ловия только в особых случаях

Примечание Все уравнения в настоящем стандарте приводятся в едп ницах системы СИ. В случае использования кратных или дольных оделчц необходимо ввесш множитель 10 в соответствующей степени

В \ равнениях применяются следующие условные обо шаченты / — время,

В -— темпера1>ра L - индуктивность,

до—магнитная постоянная, 0,4яХ 10—6 Гн/М,

\ir —относительная магнитная проницаемость’*', fjч — начальная магнитная проницаемость;

\хе —эффективная магнитная проницаемость, равная LCi/\xqI\'2,

\irev —обратимся магнитная проницаемость;

N — число витков измерительной катушки;

Сх и С2 — постоянные сердечника, определенные в ГОСТ 28899,

Ле—эффективная площадь поперечного сечения сердечника о> — угловая частота, равная 2л на частоту измеритетьного ток

3, Условия окружающей среды

3.1. Основные положения

Обычно сердечники подвергают магнитной подготовке в eooi ветствии с разд. б не менее чем за 24 ч до начала измерений

Во время измерений сердечник должен быть защищен от механических ударов и вибраций, а также от магнитных возмущений. Следует избегать конденсации паров на измерительных обмотках, которая может иметь место при изменении температуры

3.2. Температура окружающей среды

Если нет других указаний, то измерения следует проводить при температуре в пределах диапазона стандартных атмосферных условий испытаний в соответствии с требованиями Публикации МЭК 68 «Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов» (ГОСТ 28198). Во время измерений температура не должна изменяться настолько, чтобы это оказывало значительное влияние на получаемые результаты. В отдельных случаях может

+ Когда разновидности магнитной проницаемое и приводя1ся бе i дон о. гик тельных указаний, например начальная магнитная проницаемость ц* , и нет

друшх указаний, имеется в виду относительная величина

появиться необходимость использования камеры, в которой обеспечивается регулирование температуры.

Собранный сердечник с измерительной катушкой п зажимными устройствами должен находиться в этих условиях окружающей среды в течение времени, достаточного для достижения теплового равновесия. Должна быть указана температура измерения.

Примечание Изложенное выше означает, иго измерения можно проводи 1ъ при любой температуре в диапазоне от 15 до 35 °С, по в случае выхода за пределы указанного диапазона допускается повторение измерений предпочтительно при температуре (25 ± 1) °С или при одной из ряда стандартных температур для арбитражных пспьманпй (20i-1) °С, (23 3=1) °С или (27±1) °С.

4. Основные меры предосторожности при измерении магнитной проницаемости

4.!. У ч и т ы в а с м ы с п а р а м е т р и

Эффективная магнитная проницаемость сердечника зависит от многих факторов, в том числе от магнитного состояния, предшествующего измерению, времени, температуры, напряженности ноля, механического давления, частоты измерительного тока, конфигурации сердечника, а также от конфигурации и расположения измерительной катушки. Для различных методов измерения, предлагаемых в настоящем стандарте, выбирается один из этих факторов, например время или температура, и па время измерений должны быть приняты меры предосторожности, направленные па то, чтобы устранить влияние всех других факторов. Например, зажимное устройство должно обеспечивать постоянство давления во времени и при изменении температуры так, чтобы изменение давления не влияло па результат измерения.

4.2. Связь с условиями эксплуатации

Условия измерения должны выбираться таким образом, чтобы с помощью полученных результатов можно было предсказать характеристики сердечника в реальных условиях эксплуатации. Это не означает, что все условия должны соответствовать тем, которые широко применяются на практике.

4.3. Сборка сердечников, состоящих из нескольких чаете й

Для сердечников, состоящих из нескольких частей, собранных с измерительной катушкой, во время измерений следует использовать зажимное устройство. Зажимное устройство должно выполнять следующие функции:

распределять сжимающее усилие равномерно но контактирующим поверхностям, нс деформируя сердечник;

удерживать части сердечника неподвижно по отношению друг к другу;

создавать при соединении частей сердечника кратковременную 10 %-ную перегрузку для уничтожения небольших неровностей между контактирующими поверхностями;

подвергать сердечник действию нормированного сжимающего усилия с отклонением ±5 %;

поддерживать в течение всего процесса измерений сжимающее усилие постоянным с отклонением ±1 %.

П р и м е ч а н и е. Можно счигшь дос!а точным поддержание сжимающею усилия попаянным с отклонением 1 % в юм случае, если указауиое значение сжимающего усилия ныбирае1ся на плоской части криной зависимое i и магнишоп нроницаемост oi сжимающей) усилия. В противном сл\чсе могщ потребоваться б ьчее жесткие допуски

При сборке сердечников необходимо соблюдать следующие правила.

Необходимо убедиться в отсутствии повреждений и загрязнении контактирующих поверхностей. Нельзя использовать поврежденные сердечники. При необходимости следует очистить контактирующие поверхности с помощью мягкого материала, например, осторожно вытирая их сухой моющейся замшей.

Частицы пыли следует удалить струей чистого сухого сжатого воздуха. К контактирующим поверхностям нельзя прикасаться голыми руками. Отдельные части сердечника собирают вместе с измерительной катушкой, причем катушка устанавливается в фиксированное положение относительно сердечника, например, с помощью прокладки из пенопласта. Части сердечника центрируют, и сердечник помещают в зажимное устройство. Затем следует приложить сжимающее усилие, значение которого указано в прилагаемых технических условиях. Сжатый сердечник следует выдержать в заданных условиях окружающей среды (см. п. 3) в течение времени, достаточном для того, чтобы свести к минимуму любое, обусловленное сжатием, изменение эффективной магнитной проницаемости во времени.

5. Основные меры предосторожности при измерении потерь при низкой магнитной индукции

5.1. Вносимые потери

При низкой магнитной индукции (т. е. в пределах области Релся) потери, измеренные в сердечнике с применением измерительной катушки или другого первичного измерительного преобразователя, обусловлены рядом причин: одни присущи самому сердечнику, другие — первичному измерительному преобразователю, третьи — элементам соединения первичного преобразователя с измерительным прибором. При измерениях с помощью измерительных катушек можно выделить следующие составляющие вносимых общих потерь: потери в сердечнике, потери в катушке на постоянном токе, потери из-за поверхностного эффекта и эффекта близости, диэлектрические потери в катушке, потери в соединительных проводах и потери в любом элементе электрической цепи (например в конденсаторе колебательного контура).

Следует выделить потери в сердечнике из общих измерительных потерь посредством либо корректировки, либо выбора условий таким образом, чтобы сделать другие составляющие вносимых потерь незначительными. Потери в катушке на постоянном гоке и потери в любом элементе электрической цегш могут быть измерены по отдельности; другие составляющие вносимых общих потерь могут быть либо рассчитаны, либо определены экспериментально.

Для ферритовых сердечников без воздушного зазора или с очень небольшим воздушным зазором (например кольцевые или броневые сердечники е остаточным воздушным зазором) определение потерь в сердечнике не представляет большой трудности, так как при соответствующей конструкции измерительной катушки потери в сердечнике значительно выше, чем любые из вносимых потерь.

Этого не наблюдается при измерении потерь в сердечниках с зазором. В данном случае трудно получить достаточно точный результат для потерь собственно в сердечнике.

При этом можно следовать двумя путями:

]) Измерить коэффициент потерь в сердечнике до того, как будет сделан воздушный зазор, а затем рассчитать потери в сердечнике с зазором.

Примечание. Не разрешается измерять коэффициент потерь в сердечнике без зазора, имеющем конфигурацию, отличную от конфигурации сердечника с зазором, например, на кольце и * того же самого материала, так как пот ери на вихревые точки в сердечнике сильно зависят от конфигурации сердечника.

2) Не разделять потери в сердечнике и катушке, а сравнивать общие потери в сердечнике и в измерительной катушке с результатами, полученными после подобных измерений других сердечников с катушками идентичных конструкций и одинаковыми сопротивлениями постоянному току.

Лучше всего было бы получать эти измерительные катушки из одного источника и время от времени сравнивать результаты измерений разных катушек на одних и тех же сердечниках. Кроме того, помимо результатов измерений должно указываться значение сопротивления катушки постоянному току; при сравнении результатов измерений, полученных с помощью разных катушек, в эти результаты должны вноситься поправки для учета разности сопротивления катушек.

5.2. Подключение

Следует избегать связи между полем рассеяния измерительной катушки с сердечником и внешними объектами. Соединительные провода между измерительной катушкой или другим первичным измерительным преобразователем и измерительным прибором должны быть короткими, прямыми и размещаться таким образом,

чтобы перемещение образца не могло вызывать дополнительной погрешности.

Сердечники, состоящие из нескольких частей, собранных с измерительной катушкой, должны, в основном, закрепляться в соответствии с п. 4.3, но сжимающее усилие не должно быть таким критическим, как при измерении индуктивности.

Расположение измерительной катушки на сердечнике должно быть таким, как описано в п. 7.2.

6. Магнитная подготовка

6.1. Назначение

Привести сердечник в определенное и воспроизводимое магнитное состояние перед началом измерений.

6.2. Методы

Существуют два основных метода:

1) электрический — когда образец помещается в переменное магнитное поле достаточной величины, амплитуда которого плавно уменьшается до нуля;

2) термический — когда образец нагревается до температуры выше точки Кюри.

6.3. Электрический метод

Начальное амплитудное значение напряженности поля должно быть выше напряженности поля технического насыщения сердечника, и за каждый период уменьшения амплитуды напряжен* кости коля магнитный поток в сердечнике должен дважды изменять свой знак.

Существует два основных варианта.

Вариант 1

Через измерительную катушку с образцом пропускают пере* менный ток, величина которого плавно уменьшается до нуля. Уменьшение тока может происходить:

1) по линейному закону с помощью потенциометра. Уменьшение амплитуды должно производиться не менее чем за 50 циклов;

2) по экспоненциальному закону при разрядке конденсатора. В этом случае отношение двух последовательных амплитудных значений тока одного направления должно быть не менее 0,78.

Во время магнитной подготовки катушка не должна сильно нагреваться под воздействием проходящего через нее тока.

Подробное описание этого варианта дано в приложениях 1 и

2.

Вариант 2

Образец помещают в переменное поле воздушного зазора электромагнита.

Подробное описание этого варианта дано в приложении 3.

6.4. Термический метод

Сердечник следует нагревать с определенной скоростью воз-

раыания температуры и выдерживать око то 40 мин при температуре, превышающей ючку Кюри примерно на 25 °С Подробное описание мсподи дано в при юженнн 4.

7. Измерение ипдукiивности

7.1. Н а з н а ч с и и е

Да П) общие сказания д. in измерения интл кт ивпоеги обмоток катудten и IраиеформаIоров, не нщваясь в подробноети метода измерения, которые завися i от используемой д ih измерения шек-I роизмерп юльной а ни ара туры.

Основные цели измерения.

1) полечить значение абсолютной величины индуктивного параметра сердечника;

2) получить зависимость индуктивного параметра сердечника от различных факторов.

7.2. Первичные измерительные преобразователи

Как правило, применяется измерительная кату шка, но можно также использовать любую коаксиальную линию, резонатор или другое устройство, обеспечивающее необходимое взаимодействие между магнитным материалом и электромагнитным сигналом.

При измерении кольцевых сердечников с помощью катушек витки измерительной катушки должны быть распределены таким образом, чтобы для обеспечения удовлетворительной точности измерения уменьшить до минимума собственною gmkociь и поле рассеяния.

При измерении сердечников, собираемых вокруг катушки, форма измерит единой кату шки должна соответствовать форме катушек, обычно используемых с данным сердечником, и влияние ее формы па величину измеряемой индуктивности должно быть незначительным

Если не I других оказаний, г о измерительною катушку с каркасом катушки или капсулой, или с тем и другим следоет остановить коаксиально той части сердечника, которую она охватывает

Сюроно катушки, где расположено начало обмотки, для осуществления контакта с сердечником необходимо слегка прижать к иоследнемо на одном конце стержня. При этом в случае симметричного сердечника катушка должна соприкасаться с сердечником на одном или на друюм конце стержня; в случае симметричною сердечника с несимметричным воздушным зазором ка-]ушка толжна соприкасагься с той половиной сердечника, которая содержит меньшую часть воздушного зазора.

О чы из iioBcp\i-hM_ I ей катушьч должна иметь метку тля опрг-' ' к 1 ■ 'ю по ЮЖЛП1Я Глодю! сохранять за ишное положение ка-ычмз ч) конца измерений для обеепечишя максимальной повторяемое I и рСЗу тылов

Подробное описание конструкции измерительной катушки и ее расположения должно быть приведено в соответствующей части технических условий. Руководство по конструированию катушек для измерения индуктивности дано в приложении 5.

7.3. Л б с о л ю тные и з м е р е н и я

Может быть использована любая измерительная аппаратура, если точное и» ее совместима с заданными допусками и принята в расчет также воспроизводимость измерения других составляющих метода измерения.

Частота измерительного тока должна быть достаточно низкой, чтобы избежать, влияния собственной емкости измерительной катушки на результат измерения даже при удвоении этой частоты При измерении индуктивности, соответствующей начальной магнитной проницаемости, величина магнитной индукции должна быть настолько малой, чтобы удвоение ее значения вызывало? лишь незначительное изменение измеряемой величины. При необходимости результат может быть скорректирован методом линейной экстраполяции по результатам измерения, полученным при низкой магнитной индукции.

Следует указывать частоту измерительного тока и амплитудное значение эффективной индукции.

Пр и м е ч а н и е. Амплитудное значение эффеыивной индукции Ве в сер -дечнике можно получить из формулы

- U1/2“

Ве = в>\Ае

где U — дейсшующее значение синусоидального напряжения, прикладываемого* к катушке

7.4. Относительные измерения

Для относительных измерений справедливы те же положения, что и для измерений абсолютных, за исключением того, что в этом случае не имеет значения абсолютная точность измерительного прибора, поскольку относительное приращение индуктивности AL/L может быть определено с требуемой точностью в используемой части диапазона (диапазонов) измерений. Практически верхний предел амплитудного значения индукции для любой части сердечника равен 0,25 мТл, и в поле с индукцией такой величины во время каждого измерения сердечник можно помещать не дольше чем на 1 мин.

Пели применяется частотный метод измерения, следует убедиться что частоты низки для обеспечения плоской части кривой зависимости магнитной проницаемости материала от частоты, и чю отсутствует заметное влияние распределения тока, обусловленное вихревыми токами в измерительной катушке.

Следует указывать (примерную) частоту измерения и величп ну индуктивности.

РАЗДЕЛ II. ОБЩИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

8. Дезаккомодация

8.1. Назначение

Оцепить изменение магнитной проницаемости сердечника во времени.

П р имечан ия,

1. Обе составляющие комплексной магнитной проницаемости проявляют дс-заккомодацпю, но в настоящем стандарте рассматривается только ее действительная часть

2. Для оценки изменения магнитной проницаемости во времени может быть использована либо дезаккомодация, либо (фактор) относительный коэффициент дезаккомодации. См. также п 8.6

8.2. Метод

Сердечник подвергается магнитной подготовке; дважды при заданных значениях времени после магнитной подготовки измеряется индуктивность или какой-либо другой параметр, соответствующий начальной магнитной проницаемости. Дезаккомодация или (фактор) оносительный коэффициент дезаккомодации рассчитывается по разности измеренных значений.

Примечание С увеличением индукции дезаккомодация обычно уменьшается, поэтому ее величина указывается, главным образом, для низких значений магнитной индукции.

8.3. Образцы

Измерения должны производиться на сердечниках, выпускаемых серийно.

Если сердечник состоит из нескольких частей (например броневой сердечник) и требуется измерить дезаккомодацию с обычной для сердечника данного типоразмера катушкой индуктивности, желательно, чтобы единственным воздушным зазором на пути магнитного потока был остаточный воздушный зазор между контактирующими поверхностями. Если имеется несколько сердечников с различной величиной воздушного зазора, допускается проводить измерение на сердечниках с наименьшим воздушным зазором.

Примечания;

I. В некоторых случаях, как например, при использовании броневых сердечников с центральным отверстием, обмотку можно наматывать на чашки броневого сердечника, как на кольцевой сердечник При этом измерение дезаккомодации можно производить после того, как установлено, что результаты незначительно отличаются или могут быть скоррелированы с результатами, получаемыми при измерениях с обычной броневой катушкой индуктивности, и кроме того, величина начальной магнитной проницаемости, измеренная на тороидальной обмотке, незначительно отличается от величины, измеренной на обычной катушке Измерения по этому методу следует проводить с больш )й осторожностью Когда тороидальная обмотка наносится на броневой сердечник с пазом, влияние внешних стенок на магнитный поток пренебрежимо мало.

2 У некоторых материалов дезаккомодация заметно изменяется сразу же после обжига. В таких случаях в справочных листах должно быть указано, что

измерение дезаккомодации при приемочных испытаниях не следует провод гм ь ь пределах определенного промежутка времени после изготовления; также еле дует указать от какого момента производится отсчет этого промежутка.

8.4. Счетчик времени

Погрешность измерения времени нс должна превышать ±1%. В том случае, если счетчик времени запускается устройством для магнитной подготовки, эта величина должна включать погрешность и пускового устройства, и счетчика времени.

Примечай и е. При электрическом методе магнитной подгоюнки нчччль ной точки отсчета времени должен быть момент, когда напряженность поля начинает уменьшаться после значения, соответствующего течпнческом\ насыщению При использовании таких автоматических устройств проведения маним ной подготовки, как например, с разрядкой конденсатора или с усилителем мощности, весь процесс магнитной подготовки настолько скоротечен, что успевает про изойти еще до первого измерения.

8.5. Методика измерения

1) Сердечник собирается с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3.

2) Сердечник должен быть подвергнут магнитной подготовке одним из методов, приведенных в п. 6. Используемый метод магнитной подготовки должен быть указан вместе с основными характеристиками осуществляющего его устройства. Во всех случаях прибор должен четко и надежно показывать момент завершения магнитной подготовки, так как этот момент принят за начальную точку отсчета при измерении времени и в значительной степени влияет на точность измерения дезаккомодации.

3) В соответствии с требованиями и. 7.4 снимаются два показания: при электрическом методе магнитной подготовки первое показание снимается через 10 мин и второе — через 100 мин после окончания магнитной подготовки;

при термическом методе магнитной подготовки первое показание снимается через 24 ч и второе — через 48 ч после начального времени измерения t0, которое определяют как момент, когда при охлаждении сердечника температура его достигает величины, превышающей температуру измерения на 10°С.

Можно производить измерения и через другие промежутки времени, но желательно, чтобы весь процесс не занимал более 24 ч при электрическом методе магнитной подготовки. Методика измерения и условия окружающей среды должны быть идентичны при обоих измерениях.

8.6. В ы ч и с л еннс

Дезаккомодация D за промежуток времени между t\ и /2 вычисляется из разности двух показаний, отнесенной к первому показанию. При измерении индуктивности она рассчитывается пег формуле

L-. - L.

(Фактор) относительный коэффициент дезаккомодацпи DF может быть рассчитан по формуле

где L{— индуктивность, измеренная в момент времени t\ (мин) после окончания магнитной подготовки; L2-—нндукт пьноыь, измеренная в момент времени /2 (мин) после окончания магнипгой подготовки.

Примечание Поскольку дезаккомодации примерно пр ш-ным заз)рол через (фактор) опюсительнып ^ооффициен i длаккомо ишин материала

Из-за ограничении в производственном процессе свойства сердечников различной конфигурации, изготовленных из одного п тою же материала могут отличаться

9. Зависимость магнитной проницаемости (или фактора индуктивности Ль ) от температуры

9.1. Назначение

Оценить изменение магнитной проницаемости сердечника (или фактора индуктивности сердечника) в,зависимости от изменения температуры.

9 2. Метод

Продолжительность и степень сложности измерения определяются требуемой точностью. На основании этого различают три основных метода измерения.

Метод А

Сердечник, собранный с измерительной кагушкой, подвергается циклическому воздействию очень медленно изменяющейся температуры. После двух или более стабилизирующих циклов производится непрерывная регистрация температуры и индуктивности.

Метод В

Сердечник, собранный с измерительной катушкой, подвергается циклическому воздействию с умеренной скоростью изменяющейся температуры После двух или более стабилизирующих циклов изменение температуры при заданном значении прекращается. Во время каждой паузы заданная темпераiура поддерживается постоянной в течение времени, достаточною j \п юю, чтобы температура сердечника достигла равновесия перед н?м, как б\ дет произведено измерение.

Метод С

Сердечник, собранным с измерительной катушкой, подвергается циклическому возцеичвию с умеренной скоростью изменяющейся тем пера i у р ы После дв\ v или более сгабплизир\ ющих циклов изменение i емпера i \ ры при заданном значении прекращается. Во время каждой па>ты заданная температура поддерживается постоянной После дост ижения сердечником iсилового равновесия, его подвергаю! магнитной подготовке и через строго определенное время производят измерение.

Пр и vr е ч а н и с Поскольку деззккомодлция изменяемся и зависимости от температуры, резулыаш, получаемые по методу С, могут значительно отли чаться от результатов, получаемых по методу А или методу В, но ввиду боль шего быстродействия метода С, он может быть полезен при условии, что его результаты будут скоррелированы с результатами метода А пли метода В

9.3. Образцы

Измерения должны производиться на сердечниках, выпу скае-мых серийно.

Если сердечник состоит из нескольких частей (например броневой сердечник) и требуется измерить зависимость от температуры по методу С с обычной для сердечника данного типоразмера катушкой индуктивности, желательно чтобы единственным воздушным зазором на пути магнитного потока был остаточный воздушный зазор между контактирующими поверхностями.

Пр имечаниб В некоторых случаях, например при использовании броневых сердечников с центральным отверстием, обмотку можно наматывать на чашки броневого сердечника, как на кольцевой сердечник Измерение температурной зависимости молено производить таким способом после того, как установлено что результаты незначительно отличаются иля могут быть скоррелированы с результатами, получаемыми при измерениях с обычной броневой катушкой Этси метод следует применять с большой осторожностью Когда тороидальная обмотка наносится на броневой сердечник с пазом, влияние внешних стенок на магнитный поток пренебрежимо мал

9 4. Т е р м о р е г у л и р у ю щ е е устройство

1) Метод А

Следует применять термостат, температура в котором изменяется практически линейно со скоростью 0,2°С/мин.

2) Методы В а С

Термостат, применяемый для данного испытания, должен обеспечивать в любом месте, где располаг аются компоненты, заданную температуру с общим допуском ± 1 °С, причем температура должна ос1ава!ься постоянной во времени в пределах ±0,3°С.

TeMnepaiypa в термостате должна регулироваться таким образом, чтобы любые отклонения ог установленного значения, действующие на испытываемые сердечники, не превышали ±0,3 °С.

3) Метод термометра

Приборы (или преобразователи измерительные) для измерения температуры должны иметь чувствительность и точность, обеспечивающие:

контроль соответствия температуры заданному значению в пределах ±0,3 °С;

измерение перепада температур, при котором должно проводиться определение температурной зависимости с погрешностью ±1% или ±0,3 °С (в зависимости от того, какая величина больше) .

9.5. Счетчик времени (только для метода С)

Погрешность измерения времени нс должна быть больше 1%.

Если счетчик времени запускается устройством для магнитной

подготовки, эта величина должна включать погрешность и пускового устройства, и счетчика времени.

Примечание. Начальной точкой отсчета времени должен быть момент, когда напряженность поля начинает уменьшаться юоеле значения, соответствующего техническому насыщению. П'ри использовании таких автоматических устройств приведения магнитной подготовки, как например, с разрядкой конденсатора или усилителем мощности, весь процесс магнитной подготовки настолько скоротечен, что успевает произойти еще до первого измерения.

9.6. Методика измерения

1) Сердечник собирается с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3.

Поле допуска на сжимающее усилие, которое составляет ±1%, включает в себя любое изменение этого усилия, вызываемое изменением температуры.

2) Сердечник должен быть подвергнут воздействию нескольких стабилизирующих циклов и одному циклу измерения. Обычно достаточно двух стабилизирующих циклов. Эти циклы по диапазону температур и заданной скорости изменения температуры идентичны циклам измерений, описанным ниже, но интервалы постоянной температуры, характерные для циклов измерения, могут отсутствовать.

Метод А

Собранный сердечник помещают в термостат и после воздействия стабилизирующих циклов температура измерения доводится до заданного верхнего значения, затем до заданного нижнего значения и, наконец, приводится к значению, с которого начинался цикл. Скорость изменения температуры во время цикла измерения должна быть постоянной и равной примерно 0,2°С/мин. В течение цикла измерения регистрируют одновременно значения индуктивности и температуры через промежутки времени, не превышающие 1 мин. Время начала измерений также должно быть записано.

Метод В

Собранный сердечник помещают в термостат и после воздействия стабилизирующих циклов выдерживают в течение 30 мин после достижения температурного равновесия при заданном нижнем (верхнем) значении температуры измерения, после чего производят измерение. Далее температура доводится с максимальной скоростью 1°С/мин до следующего заданного более высокого (более низкого) значения температуры измерения или до начальной температуры (начального значения) и поддерживается в значении, как указано выше, после чего проводится следующее измерение. Затем температура повышается (понижается) с максимальной скоростью 1°С/мин до следующего заданного более высокого (более низкого) значения температуры измерения и поддерживается в значении, как указ-ано выше, после чего проводится следующее измерение. Эта процедура продолжается до достижения заданного верхнего {нижнего) значения температуры измерения и температура поддерживается в значении, как указано выше, после чего проводится окончательное измерение.

П римечание. В соответствующих технических условиях на изделия конкретных типов необходимо указать, как этот метод будет осуществлен, т. е. при повышающейся или понижающейся температуре.

Метод С

Собранный сердечник помещают в термостат и температура измерения доводится до заданного нижнего значения с достаточно малой скоростью, чтобы не создать в испытываемом материале избыточного перепада температур (обычно достаточной является скорость 1°С/мин). В этом значении температура поддерживается в течение времени, достаточного для того, чтобы было достигнуто тепловое равновесие между сердечником и средой в термостате. Затем сердечник подвергается магнитной подготовке в соответствии с требованиями п. 6.3 (перечисление 1) посредством уменьшения переменного тока, протекающего через измерительную катушку, и через 10 мин после подготовки измеряется индуктивность измерительной катушки. После этого температура повышается с указанной выше скоростью до следующего более высокого значения температуры измерения. При этом значении температуры повторяются магнитная подготовка и измерение индуктивности. Эта процедура продолжается до достижения заданного верхнего значения температуры измерения.

Примечание. См. примечание к п. 9.2, метод С.

3) Показания индуктивности снимают в соответствии с требованиями п. 7.4. Методика измерения и условия окружающей среды, за исключением температуры, на протяжении одного цикла измерения должны быть неизменны.

9.7. Вычисление

Температурный коэффициент магнитной проницаемости сс^ дл51 каждого измерения вычисляется как отношение разности измеренных значений к значению начальною измерения и соответствующей разности температур. При измерении иидум ивности расчет производится по формуле

__

“Ю Lref(e-erel) ’

где Ьге^ —индуктивность измерительной катушки при начальной температуре Огеу (предпочтительно 25 аС);

Le — индуктивность измерительной катушки при температуре 0.

При использовании метода А показания снимают с записанной зависимости.

Примечания: 1. Температурный коэффициент обычно применяется для

вычисления пределов изменения магнитной проницаемости сердечника в заданном диапазоне температур. Этот параметр можно применять для характеристики сердечника только в том диапазоне температур, где сохраняется линейная часть зависимости магнитной проницаемости от температуры. Следует отметить, что из-за нелинейности этой характеристики температурный коэффициент может быть различным для разных диапазонов температуры. Кроме того, нелинейность не всегда уменьшается при выборе более узкого диапазона температуры. Некоторые способы представления температурного коэффициента и нелинейной зависимости параметра нестабильности даны в приложении 6.

2. Для ряда сердечников с различными воздушными зазорами на пути магнитного потока (например броневые сердечники) температурный коэффициент оса можно вычислить через относительный темпера! урный коэффициент aF сердечника, в котором единственными воздушными зазорами на пути магнитного потока являются остаточные воздушные зазоры между контактирующими поверхностями. Между ними существует следующее соотношение

а.р

“й= 1—^(в-0ге/) ~aFVe,

где \ле—эффективная магнитная проницаемость сердечника с воздушным зазором при начальной температуре @ref ;

aF — относительный температурный коэффициент сердечника без воздушного зазора в диапазоне температур от Вге/ до б, рассчитанный по измеренным значениям индуктивности по формуле

jx0/V2 Lrcf

^ Ci Lref(B Bref)

Приближенная формула справедлива тогда, когда общее изменение магнитной проницаемости сердечника с воздушным зазором в диапазоне температур, достаточно мало. Она может быть записана следующим образом

а

И

£г

Но

aF »

где Al —фактор индуктивности сердечника с воздушным зазором.

3, Температурный коэффициент катушки индуктивности может вообще отличаться от температурного коэффициента магнитной проницаемости сердечни

ка, так как поянлякися различные фаморы, оказывающие н.1пяггие на нестабильнее и>, например, сжимающие усилия медной обменкн

10. Область регулирования индуктивности

10.1. Назначение

Установить метод измерении области регулирования индуктивности магнитных сердечников с отдельным регулирующим устройством.

10.2. Терминология

Для этого метода приняты следующие определения.

1) Регулирующее устройство — устройство, обеспечивающее регулирование индуктивности катушки индуктивности или связанного колебательного контура после их окончательной сборки путем изменения магнитного сопротивления сердечника.

2) Фиксированная часть (регулирующего устройства) —часть регулирующего устройства, которая механически крепится к сердечнику с помощью цементирующего средства.

3) Подстроечник — часть регулирующего устройства, которая может занимать различные положения относительно воздушного зазора сердечника.

4) Область регулирования-—разность между индуктивностями катушки при установлении подстроечника в максимальное и минимальное положения, выраженная в процентах относительно индуктивности этой катушки без подстроечника.

5) Верхний (нижний) предел области регулирования — разность между индуктивностями катушки при установлении подстроечника в максимальное (минимальное) положение и при удалении подстроечника, выраженная в процентах относительно индуктивности этой катушки без подстроечника

«= Lmh;~--°- •wo %,

b= bs^c-fp -100 %,

где a — нижний предел, соответствующий индуктивности LMHH ; b — верхний предел, соответствующий индуктивности LMaKC; L0 — индуктивность катушки без подстроечника.

6) Максимальное (минимальное) положение подстроечника — положение, определяемое механическими требованиями или другими условиями, которое соответствует верхнему (нижнему) пределу области регулирования индуктивности.

7) Регулирующее устройство резьбового типа — регулирующее устройство, в котором подстроечник ввинчивают или навинчивают на фиксированную часть (шпилька или гайка).

10.3. Принцип измерения

Индуктивность сердечника измеряют без подстроечника. Затем подстроечник устанавливают в минимальное положение и ин

дуктивность измеряют каждый раз после незначительных изменений положения подстроечника, пока не будет достигнуто максимальное положение. Строится график зависимости относительного изменения индуктивности от смещения подстроечника.

10.4. Образцы

Для измерений следует использовать регулирующие устройства, выпускаемые серийно, в сочетании с соответствующими сердечниками.

10.5. Методика измерения

1) Если фиксированную часть регулирующего устройства устанавливает не сам изготовитель, то установка должна производиться в соответствии с его инструкциями.

2) Сердечник собирается с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3.

3) Подстроечиик следует ввести в сердечник и дважды продвинуть по всей области регулирования индуктивности в одном и другом направлении. После этого подстроечиик удаляют из сердечника.

Примечание Следует избегать многократных продвижении тидтроеч-ннка по всей области регулирования индуктивноеiи, иж как результаюм этого может быть нарушение стабильности.

4) Индуктивность измеряют в соответствии с требованиями и. 7.4.

5) Подстроечиик вводится в сердечник и устанавливается в минимальное положение. Индуктивность измеряется в соответствии с требованиями п. 7.4.

6) Затем подстроечиик последовательно перемещают на небольшое расстояние, каждый раз измеряя индуктивность, тюка не будет достигнуто максимальное положение. Интервалы должны быть достаточно малыми, чтобы обнаружить неточности в регулировочной характеристике (см. п. 10.6), паиример, для резьбовых подстроечников 1/4 оборота.

10.6. Вычисление

Строят график зависимости изменения индуктивности, отнесенной к индуктивности, измеренной без подстроечника, от механического положения (смещения) подстроечника. Для резьбовых подстроечников смещение должно выражаться числом оборотов, а для безрезьбовых — в миллиметрах.

В случае необходимости следует отмечать максимальный и минимальный тангенсы угла наклона (крутизну) регулировочной кривой.

П. Потери

11.1. Потери при низкой индукции

11.1.1. Назначение

Установить единые правила измерения потерь без зазора и оп

ределить стандартные методы калибровки приборов для измерения потерь.

11.1.2. Образцы

Измерения должны производиться на сердечниках, выпускаемых серийно.

Для сердечников с воздушным зазором, используемых в катушках индуктивности, как например броневые сердечники, потери можно измерять перед формированием воздушного зазора (см. п. 11.1.4).

1 — подегроечник удален; 2 —

минимальное положение, -Ч — максимальное положение; 4 — смещение

Черт. 1

11.1.3. Первичные измерительные преобразователи

Как правило, применяют измерительную катушку, но можно также использовать любую коаксиальную линию, резонатор или другое подходящее устройство, обеспечивающее необходимое взаимодействие между магнитным материалом и электромагнитным сигналом.

Измерительные катушки, чувствительные к влиянию влаги, следует хранить в сухом помещении, а измерения следует предпочтительно проводить в стандартных климатических условиях арбитражных испытаний (см. п. 3.2).

Полное описание деталей конструкций измерительной катушки или другого устройства должно приводиться в соответствующих технических условиях.

Конструкция должна удовлетворять следующим требованиям:

1) Катушки для сердечников, состоящих из нескольких частей, должны конструироваться таким образом, чтобы оптимальная частота цепи сердечник—катушка (где Q имеет максимальное значение) была настолько низкой по отношению к измерительной частоте, чтобы можно было пренебречь потерями в катушке. Если это невозможно, следует попытаться сделать дополнительные потери в обмотке и диэлектрические потери изоляции катушки как можно более малыми, применив многожильный провод, малое число витков и (или) катушки с секционированными обмотками

с тем, чтобы результаты измерения потерь можно было скорректировать, учитывая только сопротивление катушки постоянному

току.

Если в результате такой коррекции потерь катушки получается неприемлемая погрешность, следует использовать стандартные катушки (см. п. 5.1, перечисление 2). При измерении сердечников с высоким значением Q таких, как сердечники с зазором, должна обеспечиваться взаимозаменяемость стандартных катушек по отношению к разным партиям идентичных измеряемых сердечников.

2) Обмотка на кольцевом сердечнике должна распределяться равномерно. Желательно использовать изолированный одножильный медный провод, полностью покрывающий сердечник.

Примечание. Одножильный медный провод рекомендуется потому, что жилы провода могут порваться во время намотки на кольцевой сердечник. Однако при измерениях на высоких частотах может возникнуть необходимость в применении многожильного провода.

3) Во всех случаях следует считать предпочтительным, чтобы собственная емкость измерительной катушки с сердечником была менее 2% резонансной емкости колебательного контура во избежание как излишних диэлектрических потерь, так п корректировки значений измеренной индуктивности (когда требуется измерение последней).

11.1.4, Измерение остаточных потерь и потерь на вихревые токи

Для измерений используют любой измерительный прибор, который обеспечивает точность результатов, достаточную для заданного допуска на потери. Прибор должен также обеспечивать установку заданного значения индукции в сердечнике. Должно указываться значение индукции, которое должно поддерживаться во время измерения. Если значение индукции не оговорено, ее значение во время измерения не должно превышать значения, установленного для измерения индуктивности на том же сердечнике в соответствии с требованиями разд. 7. Частота измерения или частоты должны указываться в технических условиях на сердечники конкретных типов.

Может потребоваться внесение поправок на потери в катушке или на потери в конденсаторе колебательного контура, или на те и другие. Рекомендуется следующий метод коррекции потерь в катушке:

измеряют последовательные сопротивления и индуктивность катушки с сердечником и вычитают эквивалентное сопротивление катушки, т. е. измеренное электрическое сопротивление катушки постоянному току, увеличенное на значение дополнительных потерь в катушке на частоте измерения (см. п. 11.1.3, перечисление 1). Наконец, при необходимости проводится преобразо

вание полученных результатов для получения параллельного магнитного сопротивления, добротности или другого параметра, через который должны выражаться потери в сердечнике.

Если фактор потерь измеряется до формирования воздушною зазора (см. п. 5.1, метод 1), потери в сердечнике с воздушным зазором могут быть вычислены из следующего выражения:

(tgs>,= (^,

где (tg6),, —тангенс угла магнитных потерь в сердечнике с зазором и эффективной магнитной проницаемостью

tgS

Iх I

Pel

— потери, измеренные на

определенном сердечнике

(или

на сердечнике из одной и той же партии или серии) до формирования воздушного зазора.

11.1.5. Измерение потерь на гистерезис

Для измерения можно использовать любой измерительный прибор, позволяющий определить с требуемой точностью изменение потерь в сердечнике в зависимости от амплитуды индукции. Потери на гистерезис должны определяться из значений потерь, измеренных при двух амплитудных значениях напряжения, указанных в технических условиях на сердечники конкретных типов (число витков измерительной катушки также должно указываться), которые должны выбираться так, чтобы амплитудное значение эффективной магнитной индукции в сердечнике не превышало 5 мТл. При необходимости индуктивность измерительной катушки с сердечником должна измеряться при более низком значении напряжения.

В технических условиях на сердечники конкретных типов должны указываться частота или частоты измерения.

Потери на гистерезис должны рассчитываться из условия их пропорциональности частному от деления разности измеренных потерь к разности амплитудных значений приложенных напряжений. Поправка на потери в катушке обычно не требуется.

Например:

1) для сердечников с заданной эффективной магнитной проницаемостью при последовательной схеме замещения

UMs

wLsAU

где tg6A —тангенс угла потерь на гистерезис;

U — большее из амплитудных значений измерительного напряжения;

ARS —измеренная разность последовательных сопротивлений;

&U — разность амплитудных значений измерительного напряжении;

Ls — последовательная индуктивность катушки с сердечником, измеренная при меньшем значении измерительного напряжения;

2) для материалов и сердечников, которые могут иметь разные воздушные зазоры при параллельной схеме замещения

Vb— -д— ,

C^U

где т]в —постоянная гистерезиса материала;

AGp —измеренная разность проводимостей при параллельной схеме замещения;

Д£/— разность амплитудных значений измерительного напряжения.

Примечания: 1. Пояснение других символов см. в п. 2.

2. Если предположить, что г\ъ как постоянная гистерезиса материала не за-

‘висит от и В, то для сердечников с заданной пропорционален В,

лгак как В.

11.1.6. Стандартные методы

При измерении потерь в сердечниках с зазором с высокой добротностью и в сердечниках без зазора шш в кольцевых сердечниках со средней добротностью измерительный прибор должен быть откалиброван стандартным методом.

Рекомендуется два стандартных метода: метод затухающих (свободных) колебаний (см. приложение ?) и метод замещения в цепи передачи (см. приложение 8).

11.2. Потери при высокой Индукции (общие потери в сердечнике)

11.2.1. Назначение

Установить методы измерения общих потерь в магнитных сердечниках, перемагничиваемых в периодических полях при высокой индукции.

11.2.2. Принципы измерения

В зависимости от применения используется один или более из трех предлагаемых методов:

1) Метод умножающего вольтметра

Этот метод применяется, главным образом, при условии, что коэффициент амплитуды* находится в пределах ограничений, налагаемых прибором.

* Коэффициент амплитуды — термин приведен в Публикации МЭК 50(101)**.

** До прямого применения стандарта МЭК в качестве государственного стандарта рассылку данного стандарта МЭК на русском языке осуществляет ВНИИ «Электронстандарт».

Напряжение с безреактивного резистора, соединенного последовательно с измерительной катушкой с сердечником, и напряжение с этой кат\шкн подаются соответственно на оба канала умножающего волымегра. Этот прибор дает показания, равные среднему значению произведений мгновенных значений дв\ \ напряжений, которое пропорционально общим потерям в сердечнике.

2) Мостовой метод

Этот метод используется только при синусоидальном напряжении или токе.

Эквивалентное параллельное сопротивление измерительной катушки с сердечником определяется с помощью мостовой схемы, рассчитанной на мощность, требуемую для установления заданной индукции в сердечнике.

3) Осциллографический метод

Этот метод может быть использован как для переменных, так и для импульсных напряжений и токов, а также для последовательности импульсов с высокими коэффициентами амплитуды и большой скважностью. Этот метод более применим для больших мощностей н высоких напряжений.

Напряжение на безреактивном резисторе, соединенном последовательно с измерительной катушкой с сердечником, и напряжение на этой катушке, интегрируемое по времени, подаются соответственно на горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины осциллографа. Определяется площадь поверхности наблюдаемой петли, которая эквивалентна общим потерям в сердечнике.

11.2.3. Образцы

Измерения должны проводиться на сердечниках, выпускаемых серийно, и образующих замкнутые магнитные цепи.

11.2.4. Измерительная катушка

1) Число витков следует устанавливать в зависимости от условий измерения, используемой аппаратуры и заданной точности. Сопротивление и собственная емкость измерительной катушки должны быть настолько малыми, насколько это требуется для того, чтобы потери в катушке были незначительными.

При необходимости проведения измерений на высоких частотах допускается использование многожильного провода с изолированными жилами, При тороидальной обмотке витки должны равномерно распределяться по окружности.

2) Если при измерении методами умножающего вольтметра и осциллографическим использование измерительной катушки индуктивности не обеспечивает заданной точности, следует применять катушку взаимной индуктивности с отдельными обмотками тока и напряжения.

Сопротивление обмотки напряжения должно быть значительна меньше входного импеданса прибора, а сама обмотка должна быть расположена как можно ближе к сердечнику. Собственная

емкость должна быть настолько малой, насколько это требуется, чтобы погрешность измерения была незначительной. Обмотка тока должна полностью покрывать обмотку напряжения.

Примечай и е. При нанесении обмотки на сердечник с острыми кромками след>ег принять меры предосторожности, чтобы нс повредить изоляцию прохода или не порвать жилы многожильного провода

11.2.5. Измерительная аппаратура

Может быть использована любая соответствующая измерительная аппаратура. Примеры соответствующих цепей приведены в приложении 9. Должны быть удовлетворены следующие требования:

1) При включенной в цепь измерительной катушке с сердечником применяемый генератор должен иметь на выходе напряжение или ток заданной формы в пределах указанных допусков. При синусоидальной форме напряжения коэффициент нелинейных искажений должен быть менее 1%. При импульсах прямоугольной формы должны соблюдаться соответствующие требования разд. 16.

2) Все соединительные провода между элементами цепи должны быть как можно короче. Провода, соединяющие цепь с обоими каналами умножающего вольтметра, должны быть одинаковой длины и одного типа. Соединительные кабели к осциллографу должны иметь малую емкость (например кабели с воздушным диэлектриком).

3) Резистор, соединенный последовательно с измерительной катушкой, должен иметь допуск на сопротивление, не превышающий ±0,5%. При несинусоидальных токах этот резистор должен иметь настолько малое остаточное реактивное сопротивление, чтобы в диапазоне частот, оговоренном в позиции 4), начальная фаза между током, протекающим через резистор, и напряжением на этом резисторе не превышала 0,002 рад. При синусоидальных токах этот резистор должен быть либо таким, как указано выше, либо, в случае применения резистора с реактивной составляющей сопротивления, последняя должна быть скомпенсирована на частоте измерения конденсатором переменной емкости. Одновременно этот конденсатор может быть использован для компенсации любого фазового сдвига между каналами \ множающего вольтметра.

Примечания. 1 Указания по конструированию бе реактивного резистора приведены ч п 4 приложения 9

2 Компенсация реактивного сопротивления резче юра ое > щестиляется. в основном, только на одной частоте

4) Частотные диапазоны вольтметров и осциллографа должны |]ропускать все гармоники прикладываемых напряжений, амплитуды которых составляют один или более процентов от основных

гармоник Диапазон частот должен быть у казан к 70 дшческих ус ювиях на сердечники конкретных типов.

Любая norpeifiHoci ь по фазе между каналами у множа тощего* вольтметра не дотжна превышать 0,003 рад во всем iребусмом диапазоне частот, Входной импеданс обоих каналов должен быть достаточно высоким, чтобы его влияние на цепь было незначительным .

5) Вольтметр средних размеров и вольтметр действующих значений должны быть вольтметрами класса 1,0 или более высокого класса в соответствии с требованиями Публикации 51 МЭК48.

Собственная погрешность каждого канала у множающего вольтметра нс должна превышать 1% предела измерений; это допускается, например, копа для определения среднего значения напряжения па измерительной катушке вместо отдельною вольтметра использмот хмножающий вольтметр.

При использовании в режиме умножения показания умножающего волымегра должны быть равны среднему во времени знаг чению произведения мгновенных значений двух напряжений, измеряемых каждым каналом, с погрешностью, не превышающей 2% предела измерении при известной постоянной измерительного прибора.

Примечания. 1 Следует соблюдать указанное для умножающею вольтметра пределен )е значение коэффициента амплитуды

2 Нели щбротность Q измерите киши катти с сердечником больше 10 погрешность измерения среднего 'падения пропане темня возрастает

в) Чтобы обсспечиiь погрешность показаний напряжений, из-меряомых осинллог РаФичеоким методом, много меньшую 3% пре* дела измерений, следу ет использовать еоотвегству ющие калибро* вочные средства. Должны быть приняты меры, чтобы погрешность измерения площади петли нс превышала 5%.

7) Для поддержания заданной температуры сердечника во время измерения должно быть обеспечено регулирование температуры окружающей среды.

11.2.6. Методика измерения

1) Измеряемый сердечник собирается с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 5.2.

2) Если задана температура сердечника, он должен быть по* мещен в среду, в которой обеспечивается регулирование температуры, в соответствии с требованиями п. 11.2.5. перечисление 7), Измерение должно проводиться как можно быстрее, чтобы нагревание катушки и сердечника измерительным юком было незначительным.

* До прямого применения стандарт МЭК в качеств г осу да решенного стандарта рассылку данного стандарта МЭК на оусском языке осуществляет ВНИИ «Элен гронстандарт».

3) Катушка с сердечником включается в цепь, и регулировка генератора производится таким образом, чтобы получить заданную форм^ напряжения или тока на заданной частоте. Напряжение источника питания регулируется таким образом, чтобы среднее значение напряжения на измерительной катушке, отнесенное к полулериоду, удовлетворяло соотношению

Ua,=2f.N-A-*B, где f —частота измерения;

N — число витков измерительной катушки индуктивности или обмотки напряжения измерительной катушки взаимной индуктивности;

А В —заданное измерение индукции во время измерения.

При симметричном изменении индукции, имеющей амплитуд-

ное значение В, В = 2В,

А—либо эффективная площадь сердечника Ае , либо номинальное значение наименьшего поперечного сечения /4Мин, в зависимости от требований технических условий на сердечники конкретных типов.

Все размеры, используемые для вычисления АУ1т, должны представлять собой средние значения в пределах заданных допусков и приводиться на соответствующем чертеже.

Примечания 1. Когда используется осциллографический метод без применения вольтметра средних значений, максимальное интегрированное напряжение, измеряемое на катушье, составит

0‘«<*0мак.с = Л'.АДВ.

2 При импульсных измерениях может быть использована одна из цепей, описанных в разд. 16, с добавлением, если требуется, умножающего вольтметра, Схемы этих цепей приведены в приложении 12

4) При измерении методом умножающего вольтметра показания снимаются, когда вольтметр включен на умножение.

При измерении мостовым методом производится окончательное уравновешивание моста, снимаются показания с регулируемых элементов моста, которые сравниваются с начальными значениями до подключения катушки с сердечником, и измеряется действующее значение напряжения на катушке.

При измерении осциллографическим методом фотографируется осциллограмма петли, по возможности таким образом, чтобы были включены калибровочные импульсы напряжения в обеих координатах.

Примечание Более высокая точность может быть получена при использовании метода цифровой обработки данных В этом случае можно непосредственно вычислить площадь петли

11.2.7. Вычисление

1) Метод умножающего вольтметра

Общие потери в образом;

сердечнике в ваттах определяют следующим Р~(и ■ i)=af(,

где (ш) - среднее во времени значение произведения напряжения на катушке с сердечником и така, протекающего через нее;

а — показание измерительного прибора;

К—постоянная измерительного прибора, определяемая через чувствительность обоих каналов, сопротивление резистора Ri и предел измерений соответствующего прибора.

При импульсных измерениях частота повторения импульсов fp выбирается, исходя из времени восстановления. Поэтому в

данном случае предпочтительнее выражать потери через энергию за период Е= (ил)/fp. При заданных амплитуде и длительности импульса Е не зависит от fp, а в общем случае P^=Efp .

Следует давать ссылку на инструкции изготовителя, прилагаемые к прибору и касающиеся возможных погрешностей и способов их корректировки.

2) Мостовой метод

Эквивалентное параллельное сопротивление Rp катушки с сер-

дечником определяется через значения соответствующих элементов моста; тогда общие потери в сердечнике в ваттах будут представлены следующим соотношением:

где U — действующее значение напряжения на измерительной катушке в момент равновесия моста.

Примечание Это напряжение равно напряжению на генераторе G к состоянии равновесия мосга (см п 2 приложения 9)

3) Осциллографический метод

С помощью калибровочных импульсов по площади петли определяется энергия за период Е в джоулях. Тогда общие потери в сердечнике в ваттах составят

P=fE.

4) Удельная мощность потерь Удельная мощность потерь определяется: или через соотношение Р

Рр = —тр—, выражаемое обычно в Вт/дм3 ( = мкВт/мм3),

у р

где Ру — удельная мощность потерь (по объему);

Vе —эффективный объем сердечника; или через соотношение

р

Рт^-= —-— , выражаемое обычно в Вт/кг,

где Рт — удельная мощность потерь (по массе); т— масса сердечника.

РАЗДЕЛ 111. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

12. Нелинейность по третьей гармонике

12.1. Назначение

Определить по величине третьей гармоники искажения, возникающие в сердечнике.

12.2. Терм и но логи я

Для данного метода постоянная нелинейность искажений материала определяется по формуле

1хеВиг

где U\ — прикладываемое напряжение основной частоты;

£з — э. д. с. — генерируемая сердечником, на частоте третьей гармоники;

В — амплитудное значение индукции, соответствующее величине U ь

12.3. Методы измерения

Могут быть использованы два основных метода:

1) Метод низкого импеданса

К измерительной катушке с сердечником от генератора подается ток основной частоты; фильтр блокирует ток третьей гармоники генератора. Цепь, соединенная последовательно с измерительной катушкой, на частоте третьей гармоники обладает импедансом гораздо более низким, чем реактивное сопротивление измерительной катушки на этой же частоте.

Напряжение третьей гармоники в цепи измеряется на сопротивлении известной величины (это может быть полное сопротивление, соединенное последовательно с катушкой). Постоянная нелинейных искажений материала 6в рассчитывается по этому измеренному значению напряжения третьей гармоники, напряжению основной частоты, прикладываемому к измерительной катушке, и параметрам цепи и катушки.

2) Метод высокого импеданса

К измерительной катушке с сердечником от генератора подается ток основной частоты; фильтр блокирует ток третьей гармоники генератора. Цепь, соединенная последовательно с измерительной катушкой, на частоте третьей гармоники обладает импедансом,

значительно превышающим реактивное сопротивление измерительной катушки на этой же частоте.

Измеряется э. д. с. третьей гармоники, генерируемая в катушке. Постоянная нелинейность искажений материала 6в рассчитывается по этому измеренному значению э. д. с. третьей гармоники, напряжению основной частоты, прикладываемому к измерительной катушке, и параметрам цепи и катушки.

Примечание. Когда импеданс цепи, в которую последовательно включена измерительная катушка, достаточно высок, э. д. с. может быть измерена как напряжение на зажимах катушки. В противном случае, следует использовать метод инжекции (см. п. 12.6 перечисление 4).

12.4. Образцы

Измерения должны производиться на сердечниках, выпускаемых серийно.

12.5. Измерительные приборы

Может быть использован любой выпускаемый промышленностью прибор, пригодный для измерения напряжения третьей гармоники, или совокупность измерительных приборов, имеющих соответствующие характеристики. Пример цепи, пригодной для измерения методом низкого импеданса, приведен в приложении 10.

Должны быть удовлетворены следующие требования:

1) Погрешность измерения напряжения должна быть менее 5%.

2) Элементы, включенные в измерительную цепь с образцом, практически не должны быть источниками нелинейных искажений. Если вместо образца помещается линейный элемент (например, катушка с воздушным сердечником), напряжение третьей гармоники должно быть, по меньшей мере, на 120 дБ ниже напряжения основной частоты.

Для проверки измерительной системы следует иметь соответствующее устройство с известной величиной нелинейности, например, резистивную цепь с диодом Зенера.

Примечая и е. Требования к фильтрам вытекают из указанных выше требований и зависят от выбранной измерительной цепи. Более подробные данные приведены в приложении 10.

12.6. Методика измерения

1) Сердечник собирается с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3.

2) При использовании метода высокого импеданса индуктивность катушки измеряется в соответствии с требованиями и. 7.3, чтобы получить эффективную магнитную проницаемость сердечника.

3) Прямое измерение

Катушка включается в измерительную цепь. Измерительная цепь настраивается на заданную частоту и измеряется напряже-

ние третьей гармоники в соответствии с методикой, применимой для этой цепи.

4) Метод инжекции

При использовании метода высокого импеданса, когда импеданс цепи, в которую последовательно включена измерительная катушка, не намного превышает импеданс катушки, измерительная катушка включается в цепь последовательно с резистором, имеющим известное небольшое сопротивление (например, 1 Ом).

Измерительная цепь настраивается в соответствии с методикой, применимой для этой цепи. К цепи прикладывается напряжение заданной основной частоты и отмечается показание вольтметра, измеряющего напряжение третьей гармоники. Затем напряжение отключается, и на резистор, включенный последовательно с катушкой, подается напряжение третьей гармоники. При достижении такого же показания вольтметра, измеряющего напряжение третьей гармоники, считается, что напряжение, прикладываемое к резистору, равно э. д. с. Затем следует измерить это прикладываемое напряжение.

12.7. Вычисление

Постоянная нелинейных искажений материала 6в вычисляется следующим образом:

1) При использовании метода низкого импеданса и-измерении напряжения третьей гармоники

где (Oi — основная угловая частота напряжения основной гармо-

£/j — напряжение основной гармоники, прикладываемое к измерительной катушке;

U3 — напряжение третьей гармоники, измеренное на резисторе R известной величины (это может быть полное сопротивление цепи с последовательно включенной катушкой) .

2) При использовании метода высокого импеданса

где £*з—е. д. с., генерируемая сердечником, на частоте третьей гармоники;

Ае — эффективная площадь поперечного сечения сердечника

Примечание. В нижней части частотного диапазона постоянная нелинейных искажений материала связана с постоянной гистерезиса материала следующим соотношением: ^ ~ ~д~~ .

Зсорх0 Л'тз Зв = С2/?У 2~

ники;

РеУ 2 1А

ГОСТ 28899.

Приведенное выше выражение справедливо только в тех случаях, когда действительно соотношение Релея-Йордана.

13. Чувствительность к магнитному удару

13.1. Назначение

Установить метод определения изменения эффективной магнитной проницаемости сердечника, вызванного единичным импульсом намагничивания.

13.2. Терминология

Для целей настоящего метода чувствительность сердечника к магнитному удару Ks определяется как отношение разности эффективной магнитной проницаемости, достигнутой после магнитной подготовки, \лес, и эффективной магнитной проницаемости, полученной в результате приложения импульса намагничивания, \ъет, к упомянутому значению эффективной магнитной проницаемости:

К ^ет ^ес

s lxec

13.3. Принцип измерения

Сердечник подвергается магнитной подготовке, после чего измеряется его индуктивность, соответствующая начальной магнитной проницаемости. Затем на короткий период времени к сердечнику прикладывается постоянное магнитное поле (магнигный удар), после чего снова измеряется индуктивность. Чувствительность к магнитному удару рассматривается по этим измеренным значениям в соответствии с требованиями п. 13.2.

13.4. Образцы

Для измерений следует использовать сердечники, выпускаемые серийно. При оценке чувствительности материала к магнитному удару в качестве образцов используют кольцевые сердечники.

13.5. Импульсный генератор

Приблизительно в течение 2 с в испульсном генераторе должен вырабатываться постоянный ток, который затем в течение такого же периода времени должен уменьшаться до нуля, так чтобы были исключены колебания.

Примечание. При использовании пупиновских катушек оба эти периода времени должны приблизительно равняться 5 с.

13.6. Счетчик времени

Погрешность измерения времени не должна превышать 1%.

Примечание Отсчет времени должен производиться с момента, когда напряженность магнитного поля начинает уменьшаться от значения соответствующего техническому насыщению материала сердечника. Время, в течение которого происходит как магнитная подготовка, так и импульсное намагничивание, мало по сравнению с допуском «±10 с», установленным в п, 13-7. Исключение составляют пупиновские катушки.

13.7. Методика измерения

1) Сердечник собирают с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3.

При тороидальной обмотке витки должны распределяться так, чтобы уменьшить до минимума собственную емкость и поле рассеяния.

Импульс тока не должен чрезмерно нагревать катушку.

2) Сердечник должен подвергаться магнитной подготовке одним из методов, указанных в п. 6.3, перечисление 1), посредством уменьшения переменного тока, протекающего через измерительную катушку. Выбор метода должен производиться с учетом основных характеристик устройства, применяемого для магнитной подготовки.

3) Через (300±10) с после окончания магнитной подготовки производится измерение индуктивности в соответствии с требованиями п. 7,4. Во время проведения измерений амплитудное значение магнитной индукции в любой части сердечника не должно превышать 0,25 мТл и должно поддерживаться не более 1 мин. Должна быть указана частота измерения.

4) Сразу же после измерения индуктивности (перечисление 3) к измерительной катушке прикладывается импульс постоянного тока, насыщающий сердечник (см. п. 13.5).

Примечание. В некоторых случаях невозможно достигнуть насыщения. На практике специально оговаривается число витков и величина тока.

5) Через (300±10) с с момента прекращения действия импульса постоянного тока снова производится измерение индуктивности при условиях, идентичных условиям измерений, указанных в п. 13.7, перечисление 3).

13.8. Вычисление

Чувствительность к магнитному удару Ks рассчитывается по формуле

где Lc — значение индуктивности, измеренной в соответствии с требованиями п. 13.7, перечисление 3);

Lm —значение индуктивности, измеренной в соответствии с требованиями п. 13.7, перечисление 5).

Примечание. Для двух сердечников с воздушными зазорами в случае, когда значения эффективной магнитной проницаемости обоих сердечников лежат в диапазоне (ilO—50) % от значения начальной магнитной проницаемости материала, представляется возможным оценить свойства одного сердечника посредством измерений, производимых на другом сердечнике, имеющем те же размеры, форму и материал, что и первый сердечник, но другой воздушный зазор, т. е

Ks2-

Р-еъ

где К,! - чувспнпелыючь к манпппому уыр>, умеренная на сердечнике с тффемивпои мампинон проницаемое i ыо p,i ,

KS2 -распетое значение ч\нп вкгетыгосги к магнитному удару сердеч-пика t I а к и Vi п же размерами, формой как и перьыи сердечник, и с эффективной магнитной проницаемое гью ц ( ч .

Однако невозможно пре дуга дат ь свойства сердечника е воз-д\шпым затором, исходя из измерений чувствительности к магнитному удару, проводимых на сердечнике без воздушного затора. Это обусловлено размагничивающим действием воздушного зазора.

14. Влияние регулирующего устройства на нестабильность магнитных свойств сердечника

14.1 Н a s и а ч с н к с

Определить стабильность различных типов реагирующих устройств при использовании их в магнитных сердечниках.

Примечания 1 Обратимые изменения, которые вызываю геи ко геба-ниями температуры в приведенном метле не рассмагриваюгея

2 Нестабильность сердечника с иоде троечником обычно вызывается малыми смещениями, оГ>\с вишенными измерением, механических напряжений В нормальных ус. юанях и вменения меха нпчеекпх на пряжений может продо.гжа ться довольно долю, например, несколько лег

14.2. Терм и и о л о г и я

К рассматриваемому методу применимы определения, приведенные в п 10.2, а также следующие определения:

1) Сер ючник (сердечник в сборе) — магнитный сердечник с измерительной катушкой и регулирующим устройством, но без подстросчника. Нели нет других указаний, то фиксированную часть регулирующего устройства кренят к сердечнику.

2) Сердечник с подстроечником — сердечник в сборе с введенным подстроечником. Это нс означает, что сердечник настроен на определенну ю инд\ ктивность.

14 3. Мет о д

Стабилизация сердечников производится путем воздействия на него требуемого числа тепловых циклов. Если измерена после стабилизации остаточная нестабильность индуктивности достаточна мала, то в сердечник вводится подстроечник и измеряется нестабильность индуктивности сердечника с подстроечником для заданного числа циклов.

Примечание Применяемый отдельно этот метод позволяет определить пестабильиость регулирующего устройства, вызванную естественным старением Можно проводить по испытание одновременно с испытаниями на воздействие внешних факторов но ГОСТ 28198

К ним относятся испытания на ударные нагрузки, вибрацию и влажность

14.4. О б р а з ц ы

Измерения должны производиться на сердечниках и регулирую-щих устройствах, выпускаемых серийно.

Если регулирующее устройство встроено в сердечник изготовителем катушек индуктивности, один комплект стабилизированных сердечников может использоваться для проверки последующих партий подетроечников.

Если фиксированная часть регулирующего устройства встроена в сердечник изготовителем сердечников, стабилизации должна проводиться на сердечниках из последующих партий.

Если регулирующее устройство используют с сердечниками разных изготовителей, должны указывать размеры сердечников (например, предельные значения диаметра), обеспечивающие правильную сборку, или между изготовителями поэтому вопросу должна существовать договоренность.

Примечание. Влияние регулирующего устройства на нестабильность сердечника зависит от нескольких факторов. Это типоразмер сердечника (один подстроечник может быть использован с сердечниками нескольких типоразмеров), конфигурация сердечника, магнитная проницаемость материала, величина воздуIиного зазора и область регулирования, которая зависит от конфигурации сердечника Сравнение сердечников возможно только в том случае, если приводятся одни и те же факторы Поэтому эти факторы необходимо стандартизировать.

14.5. Камера

Камера должна обеспечивать возможность проведения заданного температурного цикла в течение 4 ч. Она должна отвечать общим требованиям к камере для проведения испытаний на сухое тепло, установленным в ГОСТ 28200.

14.6. Методика измерения

1) Если фиксированную часть регулирующего устройства устанавливает нс сам изготовитель, то установка должна производиться в соответствии с его инструкциями.

2) Сердечник собирают с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3. Центрирование частей сердечника производится в соответствии с инструкциями изготовителя. Правильность центрирования следует проверять введением подстроеч-ника в сердечник. Также должно быть проверено соответствие сердечника с подстроечником требованиям технических условий. Например, для резьбовых подетроечников, применяемых в броневых сердечниках, следует проверять эксцентриситет фиксированной части. Сердечники, не отвечающие требованиям технических условий, не должны использоваться.

3) Затем сердечник помещают в камеру на полку из изоляционного материала в таком положении, при котором введение под-строечника в сердечник не внесет изменений в окружающую сердечник среду. Расположенные рядом сердечники не должны касаться друг друга, а соединительные провода должны быть жесткими.

4) Сердечник до. 1жен быть под вер i н\ г испытанию на циклическое воздействие icMiicpaiypu. Графическое изображение циклов показано на черт. 2.

Черт 2

Нижняя температура цикла должна быть равной + 30+, а верхняя — + 70 +. Допуск на температуру в течение всего испытания ±2°С. Исключением является измерение индуктивности (см. перечисление 5, приведенное ниже).

Продолжительность цикла /=(4-10) ч в зависимости ог типоразмера сердечника. Однако, при управлении вручную она может равняться 24 ч или другому значению Ишервалы времени + в течение которых температура остается постоянной, должны быть одинаковыми и составлять не менее 1,5 ч. Точки М обозначают время измерения индуктивности Измерение индуктивноеni должно производиться не ранее, чем за 30 мин до начала возрастания температуры

Выбранные интервалы времени должны выдерживаться с допуском ±0,5% в течение всего измерения.

Примечание При особых обстоятельствах может потребоваться, чтобы нижняя температура была ниже 30 °С В этом случае температуру следует выбирать в соответствии с требованиями ГОСТ 38199

5) Индуктивность измеряется в соответствии с требованиями и. 7.4 предпочтительно генераторным методом. Амплитудное значение магнитной индукции в любой части сердечника должно быть (2,5±0,005) мТл при всех измерениях. Продолжительность действия измерительного тока ггри каждом измерении не должна превышать 1 мин Разность температур сердечника при любых двух измерениях не должна превышать 0,4 °С.

Должны указываться метод измерения и основные характеристики измерительной аппаратуры.

В течение всею времени испытаний сердечник не должен подвергаться магнитной подготовке.

Примечание Допуск на величину магнитной индукции выбран таким, чтобы относительное тменение индуктивности не превышало 50-М) 6

6) Циклическое воздействие температуры должно продолжаться до тех пор, пока разность двух любых из трех последую

щих значений относительного изменения индуктивности, измеренных в точках М, не превысит 150-10 6.

Примечание. Если результаты, полученные в соответствии с м. 14.7, в основном не превышают это значение, испытание можно повторить для меньшего значения

7) Затем в сердечник след>ет осторожно ввести иодстросч-пик, дважды продвинуть но всей области регулирования в одном и другом направлении и установить в среднее положение. При этом положение сердечника, катушки, проводов и т. и. остаются неизменными. Эту операцию проводят после выдержки сердечника в течение 30 мин при температ\ ре 30Г'С (см. примечание к и. 14.6, перечисление 4).

8) Циклическое воздействие температуры должно проводиться, по меньшей мере, шесть раз без каких-либо нарушений, вызванных введением подстроечника и измерением индуктивности, которое производится, как указано в п. 14.G, перечисление 5).

9) После воздействия требуемого числа цикла из сердечника следует извлечь подстроечник с такой же осторожностью, как и при его введении. Эта операция производится после выдержки сердечника в течение 30 мин при температуре 30X (см. примечание к и. 14.6, перечисление 4). Затем сердечник подвергается .воздействию температурного цикла.

х/О

\зОО

О

-500

_ J J

1 1 1 1... J !

7

3 5 7 _з

I — числа темпера!урных циклов Черт. 3

Значение индуктивности в каждой точке М не должно отличаться от среднего значения последних трех значений индуктивности, измеренных как указано в п. 14.6, перечисление 6), более чем на 150* 10 е. Если разность превышает указанное значение, результаты испытания считаются недействительными и все испытание, включая проверку стабильности сердечника, следует повторить.

14.7. В ьг ч исле н и е

Относительное изменение индуктивности сердечника е под-строечником по сравнению с индуктивностью на первом цикле (см. и. 14.6, перечисление 8) должно быть нанесено на график, осп которого расположены, как показано на черт. 3.

Для достоверного сравнения результатов надо учитывать условия испытания регулирующего устройства, например тип сердеч

ника, воздушный зазор и т. гг. (см. примечание к и. J4.4). Для оценки возможны\ погрешпоегей измерения должны также указываться темпера г> рный коэффициент и дезаккомодацпя магнитной проницаемое! и сердечника.

15. Влияние стационарного магнитного поля

15.1. Назначение

Установить метод определения изменения магнитной проницаемости, вызванного изменением намагничивания в стационарном-магнитном поле.

15.2. Принцип измерения

Сердечник подвергается магнитной подготовке. Затем при различных значениях напряженности постоянного магнитного поля измеряется пн гуктизноегь, соответствующая обратимой магнитной проницаемости, причем измерение начинается с нулевого значения напряженности прикладываемого^ постоянного магнитного поля.

15.3. Образцы

Измерения должны производиться на сердечниках, выпускаемых серийно или специально предназначенных для контроля свойств материала.

Примем а н и е Не сущей н>ег элементарной зависимости между результатами измерений, проводимых из сердечниках одного типоразмера с различными воздушными зазорами

15.4. Измерительная катушка

Все измерительные катушки должны быть пригодны для измерения индуктивности в соответствии с требованиями п. 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 объе моч намоточного пространства и значением постоянного тока

15.5. Методика измерения

1) Сердечник собирают с измерительной катушкой в соответствии с требованиями п. 4.3. При тороидальной обмотке витки должны равномерно распределяться по окружности.

2) Магнитная подготовка сердечника должна производиться в соответствии с требованиями разд. 6.

3) Через 15 мин после магнитной подготовки должна измеряться индуктивность в соответствии с требованиями п. 7.4. Во время

измерения амплипдпое значение переменной индукции в любой части сердечника не должно превышать 0,25 мТл. Должна \ называться частота измерительного тока.

4) Затем последовательно устанавливают указанные значения восточного 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 измерении индуктивности при наличии постоянного магнитного поля.

2. Во избежание цыбросов постоянного магнитною ноля умачовку значений постоянного тока следугет производить Плавно

3. Если указана только максимальная величина, следует ввесш некоторые промежуточные значения.

16, Электромагнитные параметры в импульсном режиме

16.1. Н аз.н ачение

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.

16.2. Терминология

16.2.1. Импульсное возбуждение без постоянного подмагничи-вающего 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, coovвехслвууощс.му остаточной индукции. Изменение состояния в координатах В—Н при воздействии импульса показано на черт. 4.

Примечание к пп. 16.2 1 и 16.2.2.

Если но 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 л и нс Гике Последний метод может предохранить от чрезмерно высоких значений обратных э. д с. и высоких скороеIей изменения потока Различие относится, главным образом, к измерениям потерь.

16.2.2. Импульсное возбуждение с постоянным подмагншшваю-лцимся полем

Процесс, при котором состояние сердечника, характеризуемое индукцией, определяемой постоянным подмагничивающим полем,

Импульсное возбуждение без постоянного под-магяичивающего пол»

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 подмагниян-вающим полем

1—11 — подм«з!ничивниие, 2 — АЯ-подма* ннчиванне; 1 — =

~ В подмагннчивание-} В т

Черт 5

ветствующему индукции, определяемой постоянным подмагничи-вающим нолем. Изменение состояния в координатах В—Я при воздействии импульсом в этом случае показано на черт. 5.

16.2.3. Импульсная магнитная проницаемость цр

Относительная магиигная проницаемость, полученная из измерения индукции и соответствующего изменения напряженности магнитного ноля, когда та или другая величина произвольно изменяется в заданных пределах:

SV= — • д77 (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.

2. Часто импульсная магнитная проницаемость относится к специальному случаю, когда к измерительной катушке прикладываются прямоугольные импульсы напряжения, тогда индукция имеет почти треугольную форму.

16.2.4. 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).

16.2.5. Длительность импульса tlt

Интервал времени, в течение которого мгновенное значение импульса напряжения превышает 50% амплитуды импульса (см. черт. 6)

16.2.6. 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

7 U m

A im(td ’

где Aim— общее изменение im за время, равное длительности импульса.

Для однополярных задающих импульсов Aim =im.

16.2.7. Фактор импульсной индуктивности Alp

Отношение импульсной индуктивности к квадрату числа виткон измерительной катушки

16.2.8. Предельное значение произведения напряжение — время (Щит

Заданное предельное значение произведения амплитуды импульса напряжения на время, равное длительности импульса. В этих пределах нелинейность намагничивающего тока, протекающе

го через измерительную катушку с сердечником, нс должна превышать заданной величины.

16.2.9. 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).

16.2.10. Частота повторения импульсов

Частота повторения импульсов в периодической последовательности импульсов.

16.3. Методы

Сердечник возбуждается прямоугольными импульсами напряжения

Существуют два основных метода:

а) 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;

б) на экране откалиброванного осциллографа воспроизводятся как кривая зависимости намагничивающего тока от времени — im (t), так и кривая зависимости напряжения на измерительной катушке индуктивности, интегрированного по времени, от намагничивающего тока— ludt(im). Этот метод может быть использован 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.

16.5. Измерительная катушка

Число витков следует устанавливать в зависимости от условий измерения, 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 окружности.

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 обмотка.ми желательно наличие электростатического экрана.

2. При нанесении обмотки на сердечник с острыми кромками следует принять меры предосторожности, чтобы не повредить изоляцию провода.

16.6. Измерительная аппаратура

Используют любую соответствующую измерительную аппаратуру. Примеры соответствующих цепей для измерения с экспоненциальным восстановлением приведены в приложении 12. Должны быть удовлетворены следующие требования:

1) 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:

а) при настройке на заданную величину амплитуда импульса должна оставаться постоянной в пределах 5%;

б) выходная мощность источника питания должна быть достаточной для создания импульса напряжения, имеющего спад вершины не более 10%;

в) во избежание значительного влияния на время нарастания и время спада, переключение должно быть достаточно быстрым;

г) величина выброса не должна превышать установленных пределов.

2) Измерение тока

Ток, протекающий через измерительную катушку (или ее обмотку тока), измеряется либо с помощью:

а) 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:

б) прецизионного резистора, расположенного между измерительной катушкой и заземлением, который вызывает падение нап

ряжения, не превышающее 1% от номинальной амплит>ды импульса, и имеет незначительную индуктивность.

3) Время восстановления

При измерении с периодическими последовательностями импульсов 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;

4) Вольтметр

При использовании метода вольтметра средних значений вольтметр должен быть прибором класса 1,0 или более высокого класса*, а диод следует выбирать таким, чтобы вносимая им погрешность была незначительной;

5) Осциллографический метод

При использовании осциллографического метода постоянная времени цепи интегрирования напряжения должна в 100 раз превышать длительность импульса или эффективную постоянную времени восстановления, в зависимости от того, какая величина больше, а ее фазовый сдвиг должен быть как можно меньше.

Чтобы обеспечить общую погрешность измерения фактора импульсной индуктивности ниже 5%, следует использовать соответствующие калибровочные средства.

Соединительные кабели к осциллографу должны иметь малую емкость (например, кабели с воздушным диэлектриком).

16.7. Методика измерения

16.7.1. Общие положения

1) Измеряемый сердечник собирают с измерительной катушкой в соответствии с требованиями пп. 4.3 и 7.2;

2) при измерении с периодическими последовательностями импульсов частота повторения импульсов выбирается такой, чтобы нагревание катушки и сердечника измерительным током было незначительным;

3) для того, чтобы убедиться, что генератор обеспечивает заданные характеристики импульса напряжения, его проверяют, для чего измерительную катушку заменяют резистором, сопротивление которого примерно равно абсолютной величине импеданса кат\шки в импульсном режиме. На черт. 6 показан импульс с преувеличенным искажением для целей определения соответствующих параметров.

На осциллограмме импульса напряжения должны быть прочерчены прямая линия, точно совпадающая с постоянным напряжением между импульсами, и прямая линия или кривая экспоненциального типа, совпадающая с большей частью вершины импульса. Пересечение этой последней линии с передним фронтом

* См перечисление 5 п. 11.2,5

реального импульса дает амплитуду импульса Um. Параллельно оси времени проводят линии через точки, соответствующие — 10%, +10%, +50%, +80% и +90% UПроводят также прямые линии через точки, в которых импульс в последний раз достигает величины, равной 0,9 Um , а затем — величины, рапной ОД Um. Однако, если спад вершины достигает 10% 0т> вместо 0,9 Um, следует использовать величину 0,8 Um. Пересечение згой линии с линией, проведенной через вершину импульса, образует границу между вершиной импульса и задним фронтом.

Примечание Для более ясного графического изображения спада аершины при построении прямой, определяющей границу между вершиной импульса к задним фронтом, использовались точки, соответствующие 80 и 10% амллшуды импульса

Параметры импульса напряжения

I — процесс нарастания; 2 — вершина импульса 3 — процесс спада, 4 -- выброс; 5 — спад вершины; Ь — /tf-длигельность импульса, 7 — время нарастания; <$ — время спада; 9 — время восстановления, 10 —- обратный выброс

Черт. 6

16.7.2. Измерение фактора импульсной индуктивности и намагничивающего тока

1) При измерении без постоянного подмагничивающего поля следует использовать измерительную катушку, соответствующую требованиям и. 16.5. При измерении с постоянным подмагничиваю-щим полем на измерительную катушку следует нанести дополнительную обмотку подмагничивания, имеющую заданное число витков, и подключить се к источнику постоянного тока через импеданс такой величины, чтобы обмотка подмагничивания не могла оказывать значительного влияния на величину тока, протекающего чепез измерительную катушку.

При проведении измерений е постоянным подмагпичивающим полем постоянный ток 1Ь в обмогке лодмагничивания регулируется таким образом, чтобы он соответствовал заданному значению напряженности постоянного лодмагничивающего поля Иь

г _ ИЬ1С b Nb ’

где \е —эффективный магнитный путь сердечника;

Nb — число витков лодмагничивания измерительной катушки.

Пр и м е ч а н и е. Часто делается ссылка на ампервитки цепа подмагни-чпванпя

IЬ ^ b —Hfyle .

2) Измерительная цепь настраивается для получения заданных характеристик импульса напряжения, включая длительность импульса и время восстановления.

Примечание. Когда катушка включена в измерительную цепь, форма импульса напряжения при экспоненциальном и линейном восстановлении будет выглядеть, как показано на черт 7.

Типичные формы измерительного импульса

а) экспоненциальное восстановление

б) линейное восстановление

1 — напряжение, 2 — ток

Черт. 7

Затем амплитуда прикладываемого импульса напряжения увеличивается при постоянных заданных характеристиках импульса, чтобы получить на вольтметре средних значений или осциллографе показание, соответствующее заданному изменению потока ДФ в сердечнике, как указано ниже; для измерений с периодическими последовательностями импульсов uav ~NA

с одиночными импульсами

$udt=NA0,

где N — число витков обмотки измерительной катушки, подключенной к вольтметру или осциллографу; fp — частота повторения импульсов.

При измеренияч е периодическими последовательностями импульсов форму импульса и частоту повторения проверяют и при необходимости подстраивают, регистрируют среднее значение напряжения иа1, и амплитудное значение намагничивающего тока

При измерениях с одиночными импульсами фотографируется осциллограмма кривой зависимости udt от im, по возможности, таким образом, чтобы были включены калибровочные импульсы напряжения в обеих координатах, регистрируются общее отклонение J udt и соответствующее изменение намагничивающего тока.

Примечание Более высокая точность может быть получена при использовании метда цифровой обработки данных

16.7.3. Измерение нелинейности намагничивающего тока

Настоящее измерение проводится для того, чтобы определить, что допускаемая величина нелинейности намагничивающего тока не превышена при заданном предельном значении произведения напряжение — время.

Примечание Типичные величины нелинейности лежат в пределах от 1 до 1,5.

К измерительной катушке в соответствии с требованиями п. 16.7.2 прикладывают импульсы напряжения, периодически повторяющиеся или одиночные. Намагничивающий ток воспроизводится на экране осциллографа в функции времени, при необходимости, осциллограмма фотографируется. Амплитуда импульса напряжения меняется до тех пор, пока предельное значение произведения напряжение — время не станет равным заданному значению; на заднем фронте импульса определяется нелинейность намагничивающего тока (см. черт. 8).

Нелинейность намагничивающего тока

Нелинейность — . т- (см н 16 2 9)

11 иг

} — иж, 2 — время (О Черт 8

16.8. Вычисление

1) Фактор импульсной индуктивности

Фактор импульсной индуктивности вычисляют по одной из следующих формул

A LP ~

л Г lidi

или Alp= ~-

где J udt — напряжение на измерительной катушке, интегрирован* ное по длительности импульса (т. е. полное отклонение) ;

uav —среднее выпрямленное напряжение на измерительной катушке;

!р —частота повторения импульсов;

✓V

im—амплитудное значение намагничивающего тока;

N —число витков обмотки измерительной катушки, подключенной к вольтметру или осциллографу.

2) Нелинейность намагничивающего тока

На графике зависимости намагничивающего тока от времени, регистрируемой в соответствии с описанием, приведенным в-п. 16.7.3, проводится экстраполяция линейной части кривой. На черт. 8 кривая, обозначенная im, представляет собой первоначальную зарегистрированную зависимость, а линия, обозначенная itiH —экстраполированную линейную часть ее.

Нелинейность намагничивающего тока, обозначенная 2— и

11 in

измеренная при времени td, не должна превышать заданного значения, соответствующего заданному предельному значению произведения напряжение — время, которое для режима измерения, описанного в п. 16.7.3, определяют следующим образом:

VnJd

3) Фактор импульсной индуктивности при заданном предельном значении произведения напряжение — время.

Фактор импульсной индуктивности, соответствующий заданному предельному значению произведения напряжение — время, вычисляют по формуле

j _ (Ul)tim _ Umtd

—- = -- J

пояснения к условным обозначениям даны выше, величины im и Um соответствуют приведенным в п. 16.7.3.

17. Эффективная амплитудная магнитная проницаемость

17.1. Назначение

Установить метод измерения (эффективной) амплитудной магнитной проницаемости магнитных сердечников при намагничивании их периодическим электрическим током, имеющим форму симметричной относительно оси времени волны, например, синусоидальным электрическим током. Значение амплитуды тока должно быть таким, чтобы магнитная проницаемость зависела от напряженности поля. Может быть определено амплитудное значение индукции при заданном амплитудном значении напряженности поля.

Примечание. Так как сердечник, как правило, имеет неравномерное поперечное сечение, и обмотка на него нанесена неравномерно, в результате измерения получится значение не амплитудной магцкшой проницаемости материала, а эффективной магнитной проницаемости, соответствующей заданной амплитуде тока, т. е. (эффективная) амплитудная магнитная проницаемость.

17.2. Принцип измерения

Напряженность поля и индукцию в сердечнике определяют измерением амплитудного напряжения на резисторе., соединенном последовательно с обмоткой измерительной катушки с сердечником, и среднего значения напряжения на этой катушке, отнесенного к полупериоду, соответственно. Измерения проводят на заданной частоте и при заданной напряженности поля.

17.3. Образцы

Измерения должны проводиться на сердечниках, выпускаемых серийно и образующих замкнутые магнитные цепи. Если комплект сердечника состоит из нескольких частей, например, ЕС-сердечник, единственными воздушными зазорами на пути магнитного потока должны быть остаточные воздушные зазоры между контактирующими поверхностями.

17.4. Измерительная катушка

1) Число витков следует устанавливать в зависимости от условий измерения, используемой аппаратуры и заданной точности.

Сопротивление и собственная емкость измерительной катушки на частоте измерения должны быть настолько малыми, насколько это требуется для того, чтобы потери в катушке были незначительными. 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. При тороидальной обмотке витки должны равномерно распределяться по окружности.

2) Если сопротивление измерительной катушки нельзя сделать настолько малым, чтобы прикладываемое напряжение с достаточной точностью можно было считать равным э. д. с., следует применять катушку взаимной индуктивности с отдельными обмотка

ми тока и напряжения. В этом случае сопротивление обмотки напряжения должно быть значительно меньше входного импеданса прибора, а ее собственная емкость должна быть настолько малой, насколько это требуется, чтобы обусловленная ею погрешность была незначительной. Обмотка напряжения должна быть расположена как можно ближе к сердечнику, обмотка тока должна полностью покрывать обмотку напряжения.

Примечания: 1 При нанесении обмотки на сердечник е острыми кромками следует принять меры предосторожности, чтобы не повредить изоляцию провода.

2. При применении катушки взаимной индуктивности между двумя обмотками желаюшно наличие электростатического экрана.

17.5. Измерительная аппаратура

Используют любую соответствующую измерительную аппаратуру. Примеры соответствующих схем приведены в приложении 13.

Формы волны тока и напряжения на измерительной катушке не являются критичными. Если необходимо лоддерживать форму волны напряжения близкой к синусоидальной, импеданс генератора и сопротивление последовательного измерительного резистора должны быть незначительными по сравнению с импедансом измерительной катушки. С другой стороны, высокий импеданс источника питания или высокое значение сопротивления последовательного измерительного резистора будут способствовать получению почти синусоидального тока. Выбор зависит, главным образом, от частоты измерений; на низкой частоте предпочтение отдается высокому импедансу генератора и (или) сопротивлению* резистора.

Должны быть удовлетворены следующие требования:

1) Во время измерения колебание амплитуды напряжения генератора переменного тока не должно быть более 0,5%, а колебание его частоты—0,2%.

2) Допустимое отклонение от номинального значения сопротивления измерительного резистора не должно быть более 0,5%.

3) Оба вольтметра должны быть высокоомными, переменного* тока, класса 1,0. Они не должны оказывать значительного влияния на цепь.

Амплитудное значение напряжения на измерительном резисторе следует определять по одному из следующих приборов:

а) вольтметру переменного тока, рассчитанному на показание амплитудных значений напряжения;

б) вольтметру действующих или средних значений, используя соответствующий множитель. В этом случае следует удостовериться, что коэффициент нелинейных искажений на измерительном резисторе менее 1%.

Среднее значение напряжения на измерительной катушке (или

обмотке напряжения катушки взаимной индуктивности) должно измеряться вольтметром средних значений.

Примечание. Значение фразы «волымеф класса 1,0 см в Публикаиии МЭК 51

4) Для поддержания заданной температуры сердечника во время измерения должно быть обеспечено регулирование температуры окружающей среды.

17.6. Методика измерения

1) Сердечник собирают с измерительной катушкой или катушками в соответствии с требованиями пп. 4.3 и 7.2.

2) Сердечник с заданной температурой помещают в среду, в которой обеспечивается регулирование температуры в соответствии с требованием перечисления 4 п. 17.5. Измерение должно проводиться как можно быстрее, чтобы нагревание катушки и сердечника измерительным током было незначительным.

3) Генератор переменного тока устанавливают на заданную частоту и регулируют до получения требуемого амплитудного значения индукции В или амплитудного значения напряженности

поля Н в сердечнике, что определяется по соответствующему вольтметру и в соответствии со следующими уравнениями

u=RleH

где и — амплитудное значение напряжения на последовательно включенном резисторе;

Uav —среднее за половину значение напряжения на измерительной катушке;

R — сопротивление последовательно включенного резистора;

f — частота измерения;

N1 — число витков обмотки тока;

N2-—число витков обмотки напряжения;

(При использовании измерительной катушки индуктивности Nl = N2 — N, где N — число витков обмотки измерительной катушки индуктивности);

А —либо эффективная площадь сердечника Ае , либо номинальное значение наименьшего поперечного сечения Asmi в зависимости от требований технических условий.

Все размеры, используемые для вычисления Лми„ , должны представлять собой средние значения в пределах заданных допусков и приводиться на соответствующем чертеже;

1е —эффективный магнитный путь сердечника. *

* До прямого применения стандарта МЭК в качестве государственного стан дарта рассылку данного стандарта МЭК на русском языке осуществляет НИИ «Элект ропстапдарт».

4) Для того, чтобы нагревание катушки и сердечника измерительным током было незначительным, показания с обоих вольтметров снимают без промедления, как только напряжение установится на заданную величину.

5) Когда по техническим условиям требуется только измерение амплитудного значения индукции при заданном амплитудном значении напряженности поля, необходимо лишь установить соответствующее амплитудное значение напряжения на последовательно включенном резисторе, а затем снять показание с вольтметра средних значений, по которым можно вычислить В.

]7.7. Вычисление

(Эффективная) амплитудная магнитная проницаемость определяется следующим образом:

(Н-а),

В

ш.

иао

[10Н

WA'i-V*/»

и

где Uav — величина, снимаемая с вольтметра средних значений;

и■— величина, снимаемая с вольтметра амплитудных значений.

Определение других условий обозначений приведены в пп. 17,6* перечисление 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязате тьное

АППАРАТУРА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ПОДГОТОВКИ С ПОМОЩЬЮ

РАЗРЯДКИ КОНДЕНСАТОРА

1. Принцип

Конденсатор заряжают до заданною напряжения и затем разряжают через катушку индуктивности, подключенною последовательно к испытательной обмотке с сердечником, который подвергают магнитной подготовке Конденсатор и катушка индуктивности вместе с обмоткой, с сердечником и другими элементами цепи разрядки, например, контактами реле и соединительными проводами, определяют колебательный ток разрядки. Этот гок и рот екает через обмотку с сердечником, стирая его магнитную предысторию и приводя в воспроизводимое динамически размагниченное состояние

2. Основные характеристики

Приведенные ниже данные относятся к пепи разрядки, испытательная обмотка которой накоротко замкнута

Постоянная времени т<СО,25 с

Частота тока разрядки /<С150 Гц

Число циклов за период, соответствующий постоянной времени

Амплитудное значение напряжения па зажимах конденсаюра при максимальной остановке ->200 В

Максимальное амплитудное значение колебательного тока ра^ряаки конденсатора при максимальной установке >3 А

Индуктивность и сопротивление обмотки с сердечником должны быть такими, чтобы характеристики цепи разрядки оставались в установленных выше пределах.

3. Предлагаемая конструкция

Компоненты, обеспечивающие получение характеристик в соответствии с ограничениями, указанными в п. 2:

катушка индуктивности цепи разрядки с величиной индуктивности приблизительно 70 мГн;

конденсатор емкостью приблизительно 25 мкФ.

Сердечник катушки индуктивности цепи разрядки не дочжен насыщаться при максимальном амплитудном значении колебательного тока разрядки величиной 3 А, а конденсатор должен обеспечивать этот ток. Реле управления цепи разрядки должно иметь контакты, обеспечивающие низкое н о абильиое сопротивление, например, реле с контактами, смоченными ртутью

Чтобы получить воспроизводимые результаты, конденсатор толжен заряжаться от регулируемого источника питания постоянного тока Испытательные обмотки, применяемые для магнитной подготовки с помощью этой аппаратуры, должны конструироваться таким образом, чтобы индуктивноеib обмотци с сердечником не превышала 5 мГн, а ее сопротивление — 0,5 Ом.

Должны быть предусмотрены испытательные зажимы для контроля тока разрядки, протекающего через обмотку с сердечником. Величина резистора, последовательно включенного в цепь разрядыц должна быть, по возможности, небольшой, например, 0,1 Ом.

11 Эта величина соответствует максимальному отношению, равному 1,28 амплитудного значения одной полуволны тока разрядки к амплитудному значению следующей полуволны тока в том же направлении

Аппаратура для Mai пит ной иодютовки может контролировался дистанционно например с помощью счгдчика времени

I — регулируемый источник питания, 3 — контроль тока; 3 — испытательная обмотка

Черт. 9

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Обязательное

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ДЛЯ МАГНИТНОЙ подготовки

1. Принцип

Ог гг'нераюра синусоидальных колебаний подается сигнал на вход усилителя мощности Для формирования амтитуды сигнала на выходе усилителя в •течение i робу емого периода времени може i бьп ь исполь зована соо гвс г с гвую-щая схема регулировки усиления для обеспечения в испытательной обмотке с сердечником гока требуемой частоты и с заданными максимальными пределами .изменения амплитуды

Черт. 10

2. Основные характеристики

Приведенные ниже данные от нося i е и к \ сил и юлю, на выходе включено нагрузочное сопротивление номинальной величины.

которого

Частота выходного тока f<150 Гц;

Начальная выходная мощность Р>20 Вт;

Характеристика импульса выходного тока; линейная или экспоненциальная. Для линейной характеристики

число циклов между максимальным и минимальным значениями выходного юка ц>50

Для экспоненциальной характеристики, постоянная времени т<0,25 с;

число циклов та период, соответств\ ющий нос i оянной времени т/Д> 1 ; искажение при 20' Вт<сЗ%;

Максимальное напряжение (роиа Максимальное напряжение шума Максимальное выходное напряжение при минимальном усилении

Соче 1ание э i их нал ряжений может вызвагь максимальную индукцию в испытываемом сердечнике, равную 0,1 мТл

Усилитель мощности должен быть связан с испытываемым сердечником таким образом, чтобы сердечник можно было привести в состояние технического насыщения, а также чтобы в испытательной катушке поддерживалась необходимая огибающая тока.

3. Предлагаемая аппаратура

Ниже приведен пример используемой на практике испытательной аппаратуры, которая обеспечит выполнение требований и. 2

31 Генератор синусоидальных колебаний

Нижнее предельное значение диапазона частот не должно быть выше 100 Гц, а выходной сигнал должен быть достаточным для того, чтобы обеспечить на выходе усилителя мощность, равную 20 Вт. При этой величине выходного сигнала генератора его искажение не должно превышать 1%.

Генератор должен быть пригоден для работы с несимметричной нагрузкой.

3.2 Усилитель мощности

Нижняя граница частотной характеристики на уровне 3 дБ должна соответствовать частоте 70 Гц или ниже, а верхняя граница на уровне 3 дБ — частоте 2000 Гц или выше. Когда на вход усилителя подается синусоидальный сигнал, а на выходе включено нагрузочное сопротивление номинальной величины искажение выходного сигнала при 20 Вт не должно превышать 2%.

Выходной импеданс должен быть низким (например, 16 Ом).

3.3. Согласующий трансформатор

Номинальная мощность не должна быть меньше 20 Вт, а рекомендуемые отношения имиедансов, выбираемые с помощью переключателя, при величине импеданса на выходе усилителя, равной 16 Ом, составляют:

16-1 16:6 16-20 16:60 16 3 16-10 16:35 16:100

При правильном выборе входного и выходного имиедансов и при подаче на вход синусоидального сигнала искажение выходного сигнала мощностью 20 Вт не должно превышать 1%.

3 4. Регулировка усиления

Регулировка усиления должна отвечать требованиям п 6 3, вариант 1, перечисления 1) или 2) настоящего стандарта (см также раздел 2 приложения 2).

Временная зависимость усиления усилителя может. быть получена с помощью механических средств например таких, как потенциометр или электронной схемы. В электронной схеме может быть использован импульс напряжения например от колебательной разрядки конденсатора, от резистора или полупро-

Эта величина соответствует максимальному отношению, равному 1,28 амплитудного значения одной полуволны тока разрядки к амплитудному значению следующей полуволны тока в том же направлении (см. приложение 1).

водникового прибора, свойства которых завися! от световой вспышки или другого источника возбуждения.

Регулировка усиления может контролнровагься дисганджжно, например, с помощью счетчика времени

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

АППАРАТУРА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ПОГОТОВКИ С ПОМОЩЬЮ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Число витков обмоток, протекающий по ним ток и размеры воздушного зазора должны выбираться таким образом, чтобы получить в воздушном зазоре иатфяженность поля приблизительно 25 кА/м.

Обычно используется напряжение промышленной частоты.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Обязательное

ТЕРМИЧЕСКИЙ МЕТОД МАГНИТНОЙ ПОДГОТОВКИ

1. Сер щчник, подлежащий магнитной подго говне, должен быть помещен в юрмос I а I и nai pei до 1емпературы приблизительно на 25 °С выше точки Кюри со скоростью, не превышающей 2 °С/мин Сердечник должен выдерживаться при этой температуре от 30 до 50 мин

Примечание. Если точка Кюри неизвестна, следует контролировать индуктивность в течение всего времени нагревания или определить точку Кюри с помощью отдельного испытания.

2. Далее образец должен быть охлажден до температуры измерения в течение от 1,5 до 2,5 ч со скоростью не превышающей 5°С/мин, причем рекомендуется в течение последних 10 мин перед наступлением времени начального ишерсния поддерживав скорость охлаждения в пределах от 3 до 5°С,мш!

3. Когда сер речник охлажден до температуры измерения, его можно помесив в изолированный термостат с постоянной температурой и держать там до начала измерений При переносе следует принязьмеры предосторожности, чтобы избежать возникновения механических напряжений в материале сердечника

4 Прежде чем воспользоваться эгим методом, следудосговориться в отсутствии после нагревания необратимых изменений в материале сердечника (например таких, которые могут возникать в ыаюриалас с перетянутой riei-лей), а также' значительных вторичных изменений в изоляции проводов и сборочной арма!>ре Во время всей процедуры сердечник до тжен быть защищен от магниптых возмущений

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Обязательное

РУКОВОДСТВО ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

катушек индуктивности для вновь разрабатываемых

типов сердечников

Е Назначение

Представить общие принципы конструирования измерительных катушек индуктивности для вновь разрабатываемых типов ферритовых сердечников, предназначенных для использования в трансформаторах и катушках индуктивности, применяемых в аппаратуре дальней связи, что позволит разработчикам новых типов сердечников проектировать соответствующие им измерительные катушки индуктивности, которые обеспечат получение воспроизводимых значении индуктивности.

Примечание. Эти принципы оставляют конструкторам определенную свободу действий, однако предполагается, что разработчики сердечников будут рассчитывать размеры измерительной катушки в соответствии с данным стандартом.

2. Руководство по конструированию измерительных катушек индуктивности

2.1. Катушка должна выполняться с обмоткой, механически наносимой между фланцами на оправку. Рекомендуется использовать так называемую рядовую обмотку; используемый провод должен соответствовать требованиям Публикации 317—2*.

Примечание. Иногда может оказаться желательным выбор определенной партии проводов, чтобы уменьшить допуск на диаметр.

2.2. Конфигурация измерительной катушки должна соответствовать конфигурации катушек, применяемых обычно при изготовлении катушек индуктивности и трансформаторов с этим типом сердечника, т. е. ее поперечное сечение должно быть таким же. Должна также учитываться номинальная толщина фланца каркаса катушки и размеры окон сердечника определенной конструкции.

2.3. Допуск па диаметр оправки, выбранный в соответствии с п. 2.2, должен быть от минус 0 до плюс 0,01 мм. На внутренний диаметр обмотки dCi требования к допускам не предъявляются.

2.4. Расчетное число витков должно быть около 100; для обеспечения симметрии все слои должны быть намотаны полностью.

2.5. Максимальное значение ширины обмотки h зависит от числа витков в слое и максимального диаметра выбранного провода и должно соответствовать требованиям ни. 2.2. По вычисленной таким образом максимальной ширине обмотки должна определяться поминальная ширина обмотки с допуском, не превышающим ±0.1 мм.

2.6. Максимальное значение наружного диаметра обмотки dco зависит от диаметра оправки, числа слоев, максимального диаметра выбранного провода и неизбежного отклонения от круглости, которое для рядовой обмотки равно общему диаметру провода, умноженному на 0,14.

* До прямого применения стандарта МЭК в качестве государственного рассылку данного стандарта МЭК на русском языке осуществляет ВНИИ «Электронстандарт».

Эго максимальное значение но н>л ж и о пропитать минимального диаметра каркаса обмогки для сердечника тойон \onciрукции минус 1,1 мм. Кроме того, по возможности, пар\жпый диамеф толлн н coo i не re i вона ] ь ]1римерпо 80% полной мерной обмотки.

d с0 -

Кроме того, dco «б/з+'0,8(^2—^з) =0,8^+0,2rf3, где dco --- наружный диаметр медной обмотки;

йч — минимальный диаметр внутренней полости сердечника, ds — максимальный диаметр центральной части сердечника.

По вычисленному таким образом значению определяют поминальный наружный диаметр медного провода. Допуск па него, учитывающий отклонение от круглости кагушек, не должен превышать ±0,1 мм для небольших сердечников и ±0,3 мм для самых крупных сердечников

3. Пример расчета

Расчет измерительной катушки RIM6. На основе выпускаемых в настоящее время каркасов катушек были определены следующие размеры:

диаметр оправки —7,3+£’01 мм,

максимально допустимая ширина обмотки — 7,1 мм,

Диаметры сердечника:

минимальный диаметр внутренней полости — d2— 12,4 мм, максимальный диаметр центральной части—d3 — 6,4 мм.

Наружный диаметр медной обмотки dco вычисляют следующим образом:

максимальный: 12,4—1,1 = 11,3 мм,

равный 80% всей обмотки: 0,8X12,4Д-0,2 X6,4 = 11,2 мм.

Расчет должен выполняться для различных диаметров выбранного провода, после чего выбирается наиболее подходящий. Ниже показан расчет такой рядовой обмотки для наиболее подходящего диаметра провода:

диаметр выбранного провода 0,315 мм; максимальный общий диаметр 0,357 мм.

Число витков в слое составляет 7,1/0,357= около 20, тогда подходящее число равно 19, а действительная ширина рядовой обмотки составляет 19,5X0,357 — 6,96 мм (максимальная). Ширина обмотки устанавливается равной

*7 07 0,1 мм-

Максимальный наружный диаметр медной обмотки dco (включая отклонение от круглости) составляет 7,3+0,357Х[2Д4-|- (п—1) ]/~ 3], причем число

слоев п в этом случае равно 6, из чего следует, что dco —11,16 мм максимум; наружный диаметр медной обмотки устанавливается равным 11,1 ±0,1 мм.

Число витков ^=(6X19)—1 — 113.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Обязательное

МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ

1. Принцип

Для описания температурной зависимое! и индуктивности или магии той проницаемости можно использовать несколько возможных параметров Выбор параметра для сердечника отличае1ся oi выбора параметра для материала

Для данного параметра р существуют три метода представления температурной завиеимос1и:

1) средняя температурная зависимость {см. н. 3 1);

2) абсолютные пределы температурной зависимости (см. п. 3 2);

3) пределы наклона (см. п. 3 3).

2 Параметры

Для сердечника параметр следует определять следующим образом:

где Е(м) [Л£@] ■—индуктивность, измеренная при температуре в;

^ref[ALref]—индуктивность, измеренная при начальной температуре Вге/

Тангенс угла наклона или угол наклона хорды кривой, определяющей зависимость р от 0, представляет собой температурный коэффициент индуктивности катушки с сердечником.

Для материала параметр следует определять по формуле

где р0 — относительная магнитная проницаемость (например, начальная магнитная проницаемость), измеренная при любом значении температуры ©;

Цг ef — соответствующая магнитная проницаемость, измеренная при температуре вге/ .

Тангенс угла наклона или угол наклона хорды кривой, определяющей зависимость р от в, представляет собой относительный температурный коэффициент магнитной проницаемости материала в соответствии с п. 6.3, уравнение (8).

3. Методы представления

3 1. Средняя температурная зависимость

При таком методе фиксируется начальная температура Вге/ и предельные

значения параметра при заданной температуре 0Ь причем изменение параметра в интервале этих температур в расчет не принимается Этот метод отражает существующую практику и применяется в тех случаях, когда не требуется точного определения температурной зависимости.

Верхнее предельное значение и и нижнее предельное значение I задаются

для

где р 1 — значение параметра, соответствующее 0]—Bref.

Эта характеристика может быть представлена графически по трем точкам следующим образом:

r(,f

или р— -2-

Л1 ref

Pi

t

7

1 — Пример возможных зависимостей;

2 — Ри (в,—ег#,^);

5 — pi —/ (01—©ге^).

Черт. 12

Примечание. Эга характеристика выражается номинальным значением с допуском, начальной и предельной температурами; например для материала — средний относительный температурный коэффициент релуктивности (1 ± 0,5) X Х10-6/°С в интервале температур от 25 до 70 °С; для сердечника—средний температурный коэффициент (ЮО±50)X10'—1б/°С в интервале температур от 25 до 70 °С.

3.2. Абсолютные пределы температурной зависимости

Помимо предельных значений, задаваемых для средней температурной зависимости, в этом методе задаются предельные значения параметра в конкретных точках диапазона температур от начальной до предельной! Это обеспечивает более точное определение температуркой зависимости в заданном диапазоне температур.

В дополнение к предельным значениям, рассмотренным в подпункте 3.1, а именно к верхнему предельному значению и и нижнему предельному значению Pi

I для л-ж- , дополнительное требование заключается в том, что зависи-

иге /

мость р от 0 должна быть линейной в пределах постоянного допуска ри—р/ в диапазоне температур от @Ге/ до 0].

Математически это выражение имеет следующий вид:

Графически оно может быть представлено одной точкой при начальной температуре и параллелограммо

Р

) (01-е,,,-).

р А

1 — пример возможных зависимостей;

2--2~

3- 4- («+0(6-0..,)

Черт. 13

Примечание Эга характеристика может быть выражена номинальным значением с допуском в диапазоне reMnepaiyp; например для материала — абсолютные предельные значения относительного темпера \ урн от о ко зффнцнеш а (релуктивности) (Hz 0,5) Х'КН 5/°С в диапазоне температур oi 25 до 70 JC, для сердечника — абсолютные предельные значения юмперагурлого ко ^ффицпенга (100±50) X Ю~6/°С в диапазоне температур от 25 до 70 °С

и I

Это номинальное значение равно—- и еоогветствуе! п\нм ирной липни

в центре параллелограмма на графике, приведенном выше Допуск coriавляет

а—I

— —2-' ^ случаях, когда диапазон температур выходит за пределы началь

ной температуры, можно применять асимметричные допуски для получения меньшей зоны допусков.

Пример: абсолютные предельные значения относительного iемпературною коэффициента (релуктивносги) — (1,2 1 q’(3)X 10-6/°С и диапазоне температур

от 5 до 70 °С, В этом случае номинальное значение используется в качестве основы для построения параллелограмма, который таким образом будет асимметричным по отношению к начальной точке

3.3. Пределы наклона

Кроме абсолютных предельных значений для р, приведенных в п. 3.2, может потребоваться включение дополнительных требований к наклону кривой р— в, измеренному в любой точке кривой между 0,,.^ 11 0 (например, ставится условие, что кривая не должна менять знака). Для получении более конкретной информации о форме кривой желатетыю указыв' п> вверх или вниз располагается выпуклость кривой

4. Подразделение диапазона температур

Приведенные выше правила можно 1акже применять к диапазонам температур, выходящим за пределы начальной температуры В эюм случае первый метод можно представить графически пятью точками: одна точка при начальной температуре и по две точки при каждой из предельных температур; каждая пара точек вычисляется в точном соответствии с указаниями, приведенными в п. 3.1.

Однако, для пол учения' более узких пределов допусков общин диапа юи температур можег быть разделен на два поддиапазона в ючке, соответствующей начальной температуре, и для каждой части указывают 01дстыю пределы. Допустимо большее число поддиапазонов и пределов, задаваемых дня каж *ого сочетания начальной температуры и предельной темпера iypu.

Например сердечник может быть охарактеризован четырьмя параллелограммами, образующими внутреннюю и внешнюю зоны:

1 — пример возможных вависимостей Черт. 14

5. Стандартные температуры

Рекоммпу .in начальная температура, равная 25 °С. Преднич I я I ельные пре тельные температуры:

— Ю, - 25 4 ю, 4 70 РС.

6. Пояснение

“Нте/ / 1 \

6.1. При выОоре параметра р— —;— -Д1——4 для выражения

г1© \rref \ rr J

температурной зависимости магнитной проницаемости материала руководству ются следующими двумя соображениями

1) лот парам'ip hmloi форму у добиую для выражения условий компенсации темпера \рлого шшффиниииа емкости линейного конденсатора в резонансном контуре (см и 6 2),

2) pioi параметр если ею определяют с обычной обмоткой с сердечником,, имеющим минимальный воздушный зазор, позволяет теоретически правильно вычисли 1ь в том же диапазоне температур температурный коэффициенi ин-дукпизнос 1 п ка i у ыкн с сер речником, воздушный зазор которого рассчитан на получение заданного зна шпия эффективной магнитной проницаемости (см. п. 63).

6 2. В резонансном контуре необходимо чтобы произведение оставалось постоянным при изменении температуры Поэтому, если емкость С линейно записи г о I 7t мпера г\ ры, дли кат у шки индуктивности с сердечником требуется, чгогы величина, обратно пропорциональная индуктивности, при изменении темпера;уры изменялась также линейно.

Величина, обратная индуктивности катушки с сердечником, пропорциональна эффек 1 нзпоп релук пншоеfit сер дочника (величина, обратная эффективной магииIной проницаемости) и в катушке удачной конструкции это единственный параметр который будщт существенно изменяться в зависимости от температуры Следовательно, требуется относигельиый температурный коэффициент (релук тивн ост и) сц, был постоянным в рассматриваемом диапазоне температур. av может быть выражен следующим образом:

Рч? ГС 1 / Р'с)

Д0 » С1)

где геj — зФфечпшная м гнитпай проницаемость сердечника при начальной температуре.

В магнитной цепи с зазором эффективная магнитная проницаемость це определяется опюиыельной магнитной проницаемостью материала

1 - цг

4 б

14 б

(2)

где б — отношение длины воздушного зазора к магнитной длине сердечника, рассчш аннон по эффективной площади поперечного ссчишя ГОСТ 28899

В больше icTse случаев величина (1+6) очень близка к единице, так что с большой степенью точности можно записать

таким образом

(3)

Если необходимо, чтобы значение olv не зависело от температуры, параметр р должен быть линейной функцией температуры.

6.3. Температурный коэффициент эффективной магнитной проницаемости сердечника определяют по формуле

Ре Ре ref ^6

(5)

Из этого уравнения и уравнения (1) следует, что

С учетом уравнения (4) получаем

(6)

РРе ref

Ч= А0(1 P\Le ге/) (7)

Это показывает, что р является одновременно параметром для расчета температурного коэффициента эффективной магнитной проницаемости сердечника.

Если относительный температурный коэффициент магнитной проницаемости материала определяется по формуле

вв='

_ р “ Л0

(8)

уравнение (7) можно записать также в, следующем виде:

aF Ре ref

Ре 1—ар М1 ercf^Q

AL

Примечания: 1. Если —£—в рассматриваемом диапазоне температур

невелико (это обычно справедливо для колебательных контуров), знаменатель уравнения 9 приближается к единице, и уравнение упрощается до

аце—ар Ре ref—

—or

V *

2. Для определения относительного температурного коэффициента магнитной проницаемости использовалось также следующее выражение:

<__AfV

ар'~ ’

Так как для описания зависимости между относительным температурным коэффициентом и температурным коэффициентом либо магнитной проницаемости, либо релуктивности нельзя вывести точной формулы, а аппроксимации менее точны по сравнению с аппроксимациями для относительного температурного коэффициента, определенного уравнением (8) настоящего приложения, следует избегать применения этого выражения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Обязательное

МЕТОД ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ПРИ

ИЗМЕРЕНИИ ПОТЕРЬ

1. Принцип

Катушка индуктивности Ех* подлежащая измерениям, подключается парад-лед пни конденсатору с высокой добротностью и емкостью С такой величины* чюбы собственная частота колебательного контура равнялась частоте измерения. Цепь возбуждается импульсами и па экране калиброванного осциллографа наблюдаются возникающие в контуре затухающие (свободные) колебания. В> начале и в конце заданного промежутка времени измеряется амплитуда напряжения и из полученных значений определяется добро!кость.

Этим методом обычно можно измерять только общую добротность.

Могу г использоваться различные методы измерения, один из которых приведен в качестве примера на черт. 15, а ниже дается его описание.

2. Точность метода

.Может быть получена погрешность менее 2% при условии, чго поправки на сопротивление зонда и потери конденсатора относительно малы.

3. Описание измерительной цепи

Емкость связи СА должна быть очень небольшой по сравнению с емкостью

конденсатора контура С, чтобы импеданс генератора практически не влиял на колебательный контур. Импеданс зонда должен быть очень высоким, в противном случае импеданс должен быть задан и должна проводиться коррекция* как показано ниже.

Когда переключатель S2 разомкнут, а осциллограф работает в режиме непрерывной развертки, переключатель S. замкнут, и частота генераюра настраивается на собственную частоту колебаний контура, которая устанавливается по максимальной амплитуде показания на экране осциллографа Напряжение на катушке индуктивности должно соответствовать заданному значению индукции.

Если собственная частота колебаний контура недостаточно близка к установленной частоте измерения, необходимо подрегулировать емкость конденсатора С. Если собственная частота колебаний контура достаточно близка к частоте измерения, переключатель Si размыкается, и генератор выключается.

Затем переключатель S2 замыкается, и постоянный ток подстраивается значения, соответствующего заданному значению индукции, причем необходим-принять меры предосторожности, чтобы не допустить прохождения слишком больших токов через катушку индуктивности. Запоминающий осциллограф переводится в режим ждущей развертки, и переключатель $2 размыкается.

Получающиеся в результате затухающие колебания наблюдаются на экране осциллографа. Если изображение не подходит для измерения, следует отрегулировать чувствительность по вертикали и скорость развертки. Последовательность вышеприведенных манипуляций повторяется до тех пор, пока не появится изображение, соответствующее показанному на черт. 16 (высокая добротность) или на черт. 17 (низкая добротность).

4. Вычисление

Высокая добротность (см. черт. 16): измеряют напряжения Uj величины, пропорциональные им) и промежуток времени t

2 In

ч±

иг

и U2 (или

Низкая добротность (см, черт. 17): измеряют напряжения и U2 (или величины, пропорциональные им) и число периодов п

Qi-

2\п

и»

тде Qi — нескорректированная добротность колебательного контура.

Если шунтирующее сопротивление зонда недостаточно высоко, чтобы им можно было пренебречь, вводится поправка

Qlc ~

RQi

R — QmL

где Qlc — скорректированная добротность колебательного контура,

R —параллельное сопротивление зонда;

Е — параллельная индуктивность измеряемой катушки. Поправка на потери в конденсаторе

(4 =

QlcQc

Qc — Qlc

где — общая добротность измеряемой катушки; Qc ■—добротность конденсатора.

5. Варианты измерительной annapaiypbi

Примеры:

1) Вместе? запоминающего осциллографа (см. черт. 15) можно использовать обычный осциллограф в режиме ждущей развертки и фотокамеру.

2) Можно использовать обычный осциллограф с периодической разверткой. В этом случае запускающая цепь должна возбуждать колебательный контур, а также синхронизировать развертку осциллографа. Нужно принять меры предосторожности, чтобы запускающая цепь не нагружала колебательный контур; можно использовать слабую емкостную связь через антенну, размещенную вблизи колебательного контура Важно обеспечить стабильное повторение линии развертки

3) Другой способ состоит в замене осциллографа цепью, реагирующей на напряжение и обеспечивающей подсчет и индикацию числа периодов между заданными напряжениями Ux и U2. Если отношение Uх и U2 сделать равными 23,1, измеренное число периодов будет равняться Qi .

ПРИЛОЖЕНИЕ 8 Обязательное

МЕТОД ЗАМЕЩЕНИЯ В ЦЕПИ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ

ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПОТЕРЬ

1. Принцип

Измеряемая катушка индуктивности вместе с конденсатором с высокой добротностью образует LC-контур с собственной частотой, равной частоте измерения. Эффективное сопротивление при резонансе определяется по величине затухания в цепи передачи, содержащей колебательный контур. Добротность рассчитывается исходя из этого сопротивления и реактивного сопротивления катушки, измеренного при тех же условиях, с учетом потерь в элементах цепи.

Черт. 18

Примечание. При желании можно использовать также параллельную схему соединения катушки индуктивности и конденсатора, но для этого потребуется перерасчет характеристик элементов, цепи.

2. Схема

В генераторе регулируют частоту и напря/кенпе Сопротивление двух резисторов равно волновому сопротивлению ат 1ешоаторэ Со про i ивление JR2 примерно в 2 раза больше эффективного поеледошиелыыго сопротивления R колебательного контура (которое должно определяться заранее), плп равно 5 Ом, в зависимости от того, какое из значений больше

Аттенюатор должен обеспечить затухание 0,1 дБ с достаточной точностью. Точность этого метода зависит, в основном, от точности аттенюатора

Вольтметр Vi — высокоомный вольтметр переменного тока

Вольтметр V2— селективный индикатор резонанса, входной импеданс которого значительно больше, чем Ri и R2.

3. Методика измерения

Когда переключатель Si замкнут, частота генератора настраивается на собственную частоту LC-контура, что определяется по максимальному показанию V[. Если при этом частота не находится в установленных пределах, должна перестраиваться емкость конденсатора С.

Напряжение генератора должно регулироваться до значения, удовлетворяющего требованиям п. 11.1'.4 настоящего стандарта. При необходимости частота снова настраивается на собственную частоту контура, и переключатель St размыкается.

Переводя переключатель S2 в положение В, настраивают детектор V2 на максимальное показание. Затем конденсатор С перестраивается на минимальное показание V2 (для того, чтобы скомпенсировать размыкание S+ Аттенюатор регулируется до тех пор, пока не получатся одинаковые показания детектора при любом положении переключателя S2. Регистрируется положение аттенюатора а (в дБ).

4. Вычисление

Qlc^

соЕ

о

(2 • Юа/20— 1),

Rx ~ R*

где Qlc — добротность АС-контура;

L — последовательная индуктивность измеряемой катушки (см. н. 7.3 настоящего стандарта);

Rx —эквивалентное последовательное сопротивление LC-контура Поправка на потери в конденсаторе на собственную емкость катушки

^ QlcQc (ч , 2С

WL — г\ _ г\ 11 +

S

Qr. —Q

LC

)■

где — скорректированная добротность измеряемой катушки, Qc —добротность конденсатора;

Qs—собственная емкость измеряемой катушки;

С — емкость конденсатора настройки

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Обязательное

ПРИМЕРЫ ЦЕПЕЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЩИХ ПОТЕРЬ

В СЕРДЕЧНИКЕ

Метод умножающего вольтметра

' ( .j

-г-О

Уг* чожоюшие? ЗольгпАгетр

и

Черт. 19

Предпочтительно производить заземление цепи па общей клемме умножающего вольтметра

Приведенный в качестве примера мост, численные значения параметров элементов кот орого приведены ниже, предназначен для измерения общих потерь в сердечнике примерно до 30 Вт при действующем значении напряжения 30 В на и Америк льной катушке в полосе частот, имеющей центр приблизительно на частоте 20 кГц Генератор должен обеспечивав достаточную мощность в соответствующем диапазоне частот (т с не менее чем в 2 раза большую мощность, чем эго требуется для испытания изделия)

Полосовой фильтр должен быть настроен на частоту напряжения 1енератора во время измерения. Его затухание на частотах всех гармоник (кроме основной) должно быть не менее 40 дБ

L р\ — параллельная индуктивность и ларзл тельное сопротивление потерь Rpj измерительной катушки с сердечником,

Мостовой метод

Черт. 20

С] — четырехдекадный магазин емкостей со значением емкости от 103 пФ до 1 мкФ, соединенный параллельно с переменным воздушным конденсатором с емкостью до 100 пФ;

С2 — переменный воздушный конденсатор с емкостью до 1С0 пФ;

Ri — высокостабильный постоянным резистор с сопротивлением 50 кОм;

R-г — высокостабильный постоянный резистор с сопротивлением 47 кОм;

R:, — высокоста бальный потенциометр с сопротивлением до 5 кОм;

R4 — четырехдекаднын магазин сопротивлений с сопротивлением от 0,1 Ом до 1 кОм. Номинальная мощность должна быть такой, чтобы магазин сопротивлений мог функционировать при напряжении 30' В при всех промежуточных значениях сопротивления до 30 Ом;

Т — трансформатор с плечами отношения с тесной индуктивной связью.

Например. Ферритовый сердечник; сердечник с высокой магнитной проницаемостью и шириной обмотки приблизительно 18',5 мм, например, квадратный сердечник /Св броневой сердечник размером 542X29, соответствующая пара

Ш—сердечников; первичная обмотка: 2X26 витков медного провода диаметром 0,63 мм (с высококачественной изоляцией), наматываемого бифилярно в два слоя; обмотки соединены последовательно; вторичная обмотка: 542 витка медного провода диаметром 0,28 мм (с высококачественной изоляцией); экраны: бифилярная обмотка должна быть защищена с обеих сторон экраном из медной фольги, который должен быть электрически соединен со средней точкой первичной обмотки; трансформатор должен быть целиком заключен во внешний экран, соединенный с земляной клеммой моста.

Если трансформатор 7, описанный выше, будет иметь общую индуктивность, первичной обмотки не менее 18 мГн, достаточную чувствительность в диапазоне частот (5—50) кГц, (1—200) кГц, если это возможно) и должен создавать в плечах моста токи величной 1 А. Равновесие моста не должно нарушаться какими-либо импедансами между средней точкой первичной обмотки и клеммами моста, например, шунтирующей остаточной емкостью.

Перед присоединением собранной катушки к цепи мост уравновешивается с помощью R$ и С2 при конденсаторе Сь установленном на наименьшее значение емкости, и разомкнутом ключе 5. При необходимости, для обеспечения равновесия в любое плечо моста включить резистор или конденсатор.

После подключения измерительной катушки к соответствующим, клеммам моста ключ 5 замыкается, и дальнейшее уравновешивание моста производится, исключительно посредством регулировки Сх и R^ откуда R4~R.

Осциллографический метод

Черт. 21

Генератор должен удовлетворять требованиям, установленным в позиции 1 подпункта 11.2.5 настоящего стандарта для синусоидальных токов и напряжений.

Для вычисления мощности через энергию за период с помощью частотомера измеряется частота. Постоянная времени цепи интегрирования напряжения должна в 100 раз превышать длительность импульса.

Безреактивное сопротивление

С коммерческой точки зрения для измерения юков выгодно применять резисторы с малым остаточным реактивным сопротивлением. Ниже приведено описание, а на черт. 22 представлена конструкция резистора с номинальным значением сопротивления 1 Ом мощностью 5 Вт, имеющего остаточную индук-тивность менее 0,01 мкГн.

Десять толстопленочных резисторов с номинальными значениями сопротивления 10 Ом мощностью 0,5 Вт соединены параллельно посредством пайкн их к двум латунным блокам. Предпочтительно, чтобы длина провода между каждым резистором и латунными блоками была менее 1 мм. Следует принять меры, чтобы сопротивление сборки было равно или немного превышало 1 Ом; эту величину можно регулировать посредством включения резисторов малой мощности соответствующего номинала между латунными блоками.

Фазовый сдвиг этой сборки должен быть менее 0,002 рад па частоте 25 кГц.

/Г вольтметру

Черт. 22

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Обязательное

ПРИМЕР ЦЕПИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ПО ТРЕТЬЕЙ ГАРМОНИКЕ (МЕТОД НИЗКОГО ИМПЕДАНСА)

G — регулируемый источник напряжения (генератор) заданной основной частоты /ь

LP — фильтр нижних частот с малым вносимым затуханием на частоте основной гармоники. Входной импеданс на частоте третьей гармоники должен быть резистивным и иметь такое значение Rs , чтобы

R-\~RS <С 0,3(о 1L х .

Условия, необходимые для совместной работы G и LP:

напряжение третьей гармоники на выходе LP должно быть на 120 дБ меньше напряжения гармоники основной частоты;

I/i—вольтметр для измерения напряжения гармоники основной частоты (или общего напряжения);

R —измерительный резистор с известным значением сопротивления;

Уъ — вольтмет р для измерения напряжения третьей гармоники.

Если это не селективный волы метр (например, волновой анализатор), то перед ним следуе* включить ВР — полосовой фильтр с малым вносимым затуханием на частоте Tpeiьеп гармоники. Затухание па основной частоте и на час го г ах гармоники пяты о и более высоких порядков должно быть, по меньшей мере 120 дБ.

Входной импеданс на частоте третьей гармоники должен значительно превышать значение R.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Обязательное

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ ПРИ НАЛОЖЕНИИ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО поля

Мост Максвелла для измерения индуктивности с подмагинчивапием постоянным током (черт. 24).

бг 3

Черт. 24

Условные обозначения:

А, В, С, D — вершины моста;

Сг — измерительный конденсатор;

С) — блокировочный конденсатор;

Rь R2, R» — мостовые резисторы;

Lxi, 1**2“ измерительные катушки с испытываемыми сердечниками

Считается, что индуктивности этих катушек равны, так как содержат одинаковое число витков, намотанных на идентичные сердечники Обмотки постоянного тока должны иметь такое же число витков.

Пр и м е ч а н п я: 1. Эта цепь предназначена для частот до 20 кГц.

2. Может использоваться любая схема моста при условии заземления вершины.

3. Мост уравновешивается при разомкнутом переключателе S Когда переключатель S замкнут, мост должен оставаться в уравновешенном состоянии. Затем переключатель S переводится в другое положение, и пос/оянный ток регулируется в соответствии с требованиями н. 15.5 настоящего стандарта.

4. Ниже приводится другой вариант схемы плеча CD черт 25, использующей одну измерительную катушку индуктивности с одной обмоткой:

Черт. 25

где С^~—блокировочный конденсатор, импеданс которого па частте измерения значительно ниже;

Ьс — блокировочный дроссель, импеданс которого значительно выше импеданса Lx и обеспечивает требуемую точность.

Вместо Lc можно использовать параллельный LC-контур, пере

менный конденсатор которого подстраивается для получения резонанса на частоте измерения.

Для использования двух обмоток, одна из которых является испытательной (£*), а с помощью другой создастся постоянное магнитное поле, блокировочный конденсатор можно исключить.

Схема цепи для измерения малых изменений индуктивности, возникающих, при подмагничивании постоянным током (рис. 26)

Черт. 26

Примечания: 1. Lx и Сг — элементы, определяющие частоту генератора /.

2. Блокировочный импеданс должен иметь низкое сопротивление постоянному току, причем для всех значений постоянного тока его импеданс на частоте измерения должен быть значительно выше импеданса Lx и обеспечивать требуемую точность.

3.

М

I

2

4,

N
f

Ll

/ i

<5 % .

5. Рекомендуется для использования на частотах до 200 кГц.

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Обязательное

ПРИМЕРЫ ЦЕПЕЙ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Выбор цепи зависит от условий, которые должны быть осуществлены: измерение с постоянным подмагничивающим полем или без него; измерение с одиночными импульсами или с периодической последовательностью импульсов.

На черт. 27 показана цепь, пригодная для измерения с периодической последовательностью импульсов при постоянном подмагпичпвающем поле. С помощью этих примеров можно легко разработать цепи для измерения с одиночными импульсами с постоянным подмагничивающим полем и для измерения с периодической последовательностью импульсов без подмапшчивання.

При измерении с периодической последовательностью импульсов резистор следует подключить параллельно измерительной катушке, как показано на чертеже 28. Это нагрузочное сопротивление RL показано соединенным последовательно с диодом, который блокирует ток, протекающий через него, в период длительности импульса, для того, чтобы ограничить мощность и избежать избыточного рассеяния. Значение сопротивления R^ должно быть достаточно

большим, чтобы время восстановления было меньше интервала между импульсами, но не настолько высоким, чтобы обратный выброс был чрезмерным.

Измерение с одиночными импульсами без подмагничивания

Измерение с периодической последовательностью импульсов с подмагничиванием

Черт. 27

Черт. 28

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Обязательное

ПРИМЕРЫ ЦЕПЕЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ АМПЛИТУДЫ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

Схема цепи, в которой применяется Схема цепи, в которой применяется

измерительная катушка индуктив- измерительная катушка взаимной

ности индуктивности

R

J — испытываемый сердечник

Черт 29

1 — испытываемый сердечник Черт 30

ПРИЛОЖЕНИЕ 14 Обязательное

1 Для вновь разрабатываемых изделий, ТЗ на разработку которых утверждены после 01 01 92, срок введения стандарта устанавливается с 01 01 92

2 Для серийно выпускаемых изделий срок введения стандарта устанавливается согласно планам-графикам по мере оснащения предприятий специальным технологическим оборудованием, средствами испытаний и измерений

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Министерством электронной промышленности СССР.

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 07.05.91 № 647

Настоящий стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта МЭК 367—1—82 «Сердечники для катушек индуктивности и трансформаторов, используемых в аппаратуре дальней связи. Часть 1. Методы измерения»

3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕН ТЫ

Раздел, подраздел, пункт, в котором приведена ссылка

Обозначение созтвотствую-щего стандарта

Обозначение отечественного нормативно-технического документа, на котор >iи дача ссылка

11.2.2

МЭК 50*

11.2 5, перечисление 5;

МЭК 51

17.5, перечисление 3 3 2, 14.3 примечание 14 6, перечисление 4

МЭК 68—88 МЭК 68—2—1—74

ГОСТ 28199—89

14.5

МЭК 68—2 -2—74

ГОСТ 28200—89

2, 12.7, приложение 6

МЭК 205—66

ГОСТ 28899—91

Приложение 5

МЭК 317—2—70“-

* До прямого применения стандарта МЭК в качестве i осударсгьемного стандарта рассылку данного стандарта МЭК на русском языке осуществляет ВНИИ «Электронстандарт»

ЗАМЕЧАНИЯ К ВНЕДРЕНИЮ СТАНДАРТА Техническое содержание

Стандарт 367 1 Л\ЭК «Серде чники пя ка гушек ин х\ ктивиости и транс

форматоров, используемых в аппаратуре дальней связи»

Часть 1 «Методы измерений» применяются для использования в соответст вии с областью распространения, указанной в разделе 1, со следующими уточ нениями

1 Стандар г подлежит внедрению после выполнения программы переосна щсиия предприятий подотрасли (не ранее 1995 г)

Редактор Т. П. Шаишна Технический редактор Г. А. Теребинкина Корректор А. И. Зюбан

Сдано в лаб, 13.06.91 Поди, в печт II.09.91 4,75 уел. п. л. 4,88 ус^ кр.-отг. 5,03 >ч-нзд.

Тир. 50 0 Э Цена 2 р.

^ Попет» Издательство стандартов* 123557, Москва, ГСП, Новопресненский пер., 3

Калужская типография сындарюв, >л. Московская, 256. 5ак J215

Другие госты в подкатегории

    ГОСТ 14254-96

    ГОСТ 15543-70

    ГОСТ 15963-79

    ГОСТ 10390-2015

    ГОСТ 16962.1-89

    ГОСТ 17412-72

    ГОСТ 17516.1-90

    ГОСТ 18620-86

    ГОСТ 19348-82

    ГОСТ 16962.2-90

    ГОСТ 24682-81

    ГОСТ 24683-81

    ГОСТ 24686-81

    ГОСТ 25639-83

    ГОСТ 28900-91

    ГОСТ 28998-91

    ГОСТ 28999-91

    ГОСТ 29000-91

    ГОСТ 29001-91

    ГОСТ 29002-91

    ГОСТ 29003-91

    ГОСТ 29005-91

    ГОСТ 17516-72

    ГОСТ 23216-78

    ГОСТ 19705-89

    ГОСТ Р 57391-2017

    ГОСТ Р 70226-2022

    ГОСТ 30630.1.1-99

    ГОСТ 28899-91

    ГОСТ 15543.1-89

    ГОСТ 16962-71

    ГОСТ 30630.1.2-99

    ГОСТ 20.39.312-85

    ГОСТ Р 50030.4.1-2002

    ГОСТ Р МЭК 1007-96