2.7 Измерение магнитных параметров

Для измерения магнитного потока (магнитной индукции) в качестве измерительных преобразователей (датчиков) чаще всего применяют т.н. индукционные преобразователи. Основным их элементом является измерительная катушка, в которой наводится ЭДС самоиндукции , при условии, что все её витки w_ик сцепляются с измеряемым магнитным потоком Ф. Таким образом, в измерительной катушке наводится ЭДС, пропорциональная скорости его изменения. Для получения осциллограммы магнитного потока измерительное устройство необходимо дополнить интегрирующей цепочкой с достаточно большой постоянной времени.

Основными требованиями, обеспечивающими точность измерений, являются:

• измерительная катушка должна располагаться таким образом, чтобы плоскость витков была перпендикулярна силовым линиям магнитного поля;

• при определении магнитного потока в магнитопроводе, витки измерительной катушки должны располагаться как можно ближе к его поверхности; поэтому их лучше наматывать непосредственно на магнитопровод или тонкостенный каркас.

Измерение при постоянном токе: при постоянном токе в намагничивающей катушке (в установившемся режиме) величина магнитного потока в магнитопроводе будет неизменной. Поэтому ЭДС в измерительной катушке будет равна нулю, что делает невозможным измерение магнитного потока в установившемся режиме. При наличии одной намагничивающей катушки величина магнитного потока в таком случае может быть определена по его изменению при скачкообразном изменении полярности источника питания. Изменение магнитного потока фиксируется подключением к измерительной катушке баллистического гальванометра или веберметра. Величина же магнитного потока определяется в соответствии со следующим выражением: , где С - постоянная прибора; w₂ - число витков измерительной катушки; _ср - среднее отклонение стрелки прибора.

Измерение при переменном (синусоидальном) токе: по своему принципу значительно проще, поскольку величина магнитного потока постоянно меняясь, наводит в измерительной катушке ЭДС, которая определяется следующим соотношением: , где f – частота переменного тока. Таким образом амплитудное значение измеряемого магнитного потока Ф_m будет пропорционально ЭДС измерительной катушки, которая может быть измерена стандартным милливольтметром. С целью уменьшения погрешности в данном случае предпочтительнее использовать цифровой вольтметр с большим входным сопротивлением.

Наряду с использованием измерительных катушек при измерении магнитной индукции довольно часто используют датчик Холла, через токоведущую цепь которого пропускается постоянный по величине ток. Тогда ЭДС его измерительной цепи будет пропорциональна величине индукции.

2.8 Измерение временных интервалов

В процессе испытаний ЭА часто возникает необходимость измерения отрезков времени весьма различной продолжительности: от больших отрезков, измеряемых часами и даже сутками (например, при испытаниях на нагрев номинальными токами) до весьма малых (время срабатывания быстродействующих аппаратов; параметров импульсного напряжения для испытания изоляции ЭА). Соответственно, различны и методы измерения временных интервалов:

1. Временные интервалы относительно большой продолжительности измеряются обычными способами (секундомеры, часы и т.д. различных принципов действия, включая цифровые хронометры). Точность измерений в данном случае определяется точностью запуска. При ручном запуске точность составляет порядка 0,2…0,5 с, что для отрезков времени 2…5 с может быть вполне удовлетворительной.

2. Для измерения коротких интервалов времени используют различные устройства:

• электромеханические секундомеры (применяются в лабораторном практикуме);

• емкостные секундомеры: их действие основано на том, что напряжение конденсатора, заряжаемое постоянным по величине током пропорционально времени заряда.

Необходимо отметить, что указанные методы на сегодняшний день устарели. Доминирующие позиции в настоящее время занимают дискретные методы (цифровые миллисекундомеры). Для измерения небольших отрезков времени широко используется осциллографический метод. Наилучшие результаты дает использование цифровых осциллографов и цифровых систем, где временные интервалы определяются с помощью подвижных маркеров в реальных единицах.