АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основные характеристики магнитных материалов

Читайте также:
  1. I. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ
  2. I. Типичные договоры, основные обязанности и их классификация
  3. II. Основные моменты содержания обязательства как правоотношения
  4. II. Основные направления работы с персоналом
  5. II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных (муниципальных) служащих
  6. II. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНЦЕПЦИИ
  7. II. Основные цели и задачи Программы, срок и этапы ее реализации, целевые индикаторы и показатели
  8. III. Основные мероприятия, предусмотренные Программой
  9. III. Основные требования, предъявляемые к документам
  10. Ms dos, его основные условия.
  11. V1: Основные аспекты организации коммерческой деятельности и этапы ее развития
  12. А. Основные положения

Статические хар-ки определяются экспериментально при помещении магнитного материала в постоянное поле. Они зависят только от свойств материала и технологии его обработки.

Динамические характеристики также определяются экспериментально, но при перемагничивании образцов магнитных материалов в переменных магнитных полях. Однако, в отличие от статических характеристик, они зависят также от частоты переменного магнитного поля, формы кривой изменения во времени индукции и напряженности магнитного поля, размеров и формы образца.

Статические характеристики магнитных материалов

Наиболее полно свойства магнитных веществ и материалов характеризуют зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля . Поэтому основными характеристиками магнитных материалов являются основная и начальная кривые намагничивания и предельная петля магнитного гистерезиса. Магнитное состояние будет изменяться в соответствии с кривой намагничивания (кривая 1 на рисунке 2.1). Если намагниченный образец начать перемагничивать, изменяя напряженность магнитного поля от плюс Нmax до минус Hmax и обратно, то индукция в образце будет изменяться по кривой, получившей название предельной петли магнитного гистерезиса. Индукция Вr, сохраняющаяся в магнитном материале после намагничивания его до насыщения и уменьшения напряженности магнитного поля до нуля, называется остаточной индукцией (точка " б " на рисунке 2.1). Значение напряженности магнитного поля НС, необходимое для изменения магнитной индукции в материале от Вr до нуля, называют коэрцитивной силой (точка " в " на рисунке 2.1).

Динамические характеристики магнитных материалов

Динамическими характеристиками магнитных материалов называют характеристики, получаемые в переменных магнитных полях, когда время установления напряженности поля становится соизмеримым с временем перемагничивания исследуемого материала. При измерении динамических характеристик приходится говорить об усредненных по сечению образца значениях магнитной индукции и напряженности поля.

Свойства образцов магнитных материалов, перемагничиваемых переменными магнитными полями, характеризуются набором динамических характеристик и параметров, аналогичным статическим характеристикам, но отличающимся от них.

Изменение индукции внутри магнитного образца при намагничивании его переменным магнитным полем происходит в соответствии с динамической петлей.

 

8. Физические основы преобразования магнитных величин в элек­трические. Методы и средства преобразования магнитных величин в электрические сигналы.

Для преобразования магнитных величин в электрические используются различные проявления магнитного поля – электрическое, механическое, оптическое и др. При создании магнитных ИП наиболее широко используются следующие проявления магнитного поля: явление электромагнитной индукции, силовое взаимодействие поля с телами и частицами, обладающими магнитными моментами, и гальваномагнитные эффекты.

Классифицировать магнитоизмерительные преобразователи можно по различным классификационным признакам:

- по принципу используемого физического явления или эффекта;

- по назначению;

-по виду ФВ, в которую преобразуется измеряемая магнитная величина.

 
 

 

 

.

9. Магнитные измерительные преобразователи: измерительные ка­тушки, схемы включения в измерительную цепь. Веберметры. Метрологиче­ские характеристики. Схемы формирования электрических сигналов.

Индукционные магнитоизмерительные преобразователи представитель данного вида ИП - измерительная катушка (ИК), витки которых сцепляются с преобразуемым магнитным потоком Ф.

Если ИК содержит wк витков, то при изменении потока Ф в катушке возникает ЭДС, описываемая формулой , где Y = wkФ – потокосцепление магнитного поля с ИК.

Измерительная катушка является измерительным преобразователем, посредством которого магнитные величины Ф, В, Н могут быть преобразованы в электрическую величину – ЭДС.

Если ИК ориентирована в пространстве так, что ее ось составляет с направлением вектора угол a:

, из которого следует, что индукционные магнитоизмерительные преобразователи в виде ИК могут выполнены в виде трех основных разновидностей.

Важнейшей характеристикой ИК является ее постоянная KSW, которая согласно определению находится как сумма площадей поперечных сечений Sk всех витков катушки: , или КSW = wksk при равенстве sk для всех витков катушки.

Выходная ЭДС, возникающая в измерительной катушке при ее внесении в поле или удалении из него:

, где r – сопротивление цепи измерительной катушки; i - ток, протекающий в цепи ИК при условии, что она замкнута.

 
 

Схема веберметра с баллистическим гальванометром Г:

Первичным преобразователем является ИК, с которой сцепляется магнитный поток Ф. Изменение магнитного потока DФ, осуществляемое внесением катушки в магнитное поле или удалением ее из поля, преобразуется катушкой в импульс тока i, проходящий по замкнутой цепи ИК. Отклонение указателя баллистического гальванометра am, пропорционально количеству электричества Q, прошедшего через его рамку: , где C б - баллистическая постоянная гальванометра.

Под воздействием изменяющегося магнитного потока Ф в ИК наводится ЭДС е в соответствии с выражением (2.18).

Отклонение a подвижной части веберметра пропорционально изменению DФ:

, где Sвб - чувствительность веберметра, связанная с ценой деления Cвб прибора соотношением .

Отсюда измеренное изменение магнитного потока выразится формулой

.

Магнитоэлектрические веберметры представляют собой высокочувствительные магнитоэлектрические приборы, у которых противодействующий момент подвижной части пренебрежимо мал по сравнению с моментом успокоения вследствие электромагнитного и воздушного торможения.

Вследствие малости противодействующего момента прибора его подвижная часть, отклонившись на угол a, остановится в этом положении, а затем начнет с малой скоростью перемещаться в положение, соответствующее нулю противодействующего момента. Это явление называют "сползанием" указателя, а скорость сползания указывается в технических данных прибора.

Веберметр выгодно отличается от баллистического гальванометра тем, что его показания практически не зависят от времени изменения измеряемого потока и от сопротивления измерительной катушки, если это сопротивление не превосходит определенного значения (для большинства отечественных веберметров равного 8 - 30 Ом) и электромагнитное торможение превышает успокоение из-за сопротивления воздуха.

 

 

10. Магнитные измерительные преобразователи - измерительные пре­образователи, основанные на эффекте Холла. Метрологические характеристи­ки. Схемы формирования электрических сигналов.

Преобразователь Холла представляет собой четырехполюсник, выполненный в виде тонкой пластинки или пленки из полупроводникового материала. Токовые электроды выполняются по всей ширине поперечных граней, что обеспечивает равномерное распределение входного тока по всей сечению преобразователя. Потенциальные (холловые) электроды расположены в центральной части продольных граней.

В магнитном поле носители заряда под действием силы Лоренца изменяют свою траекторию, вследствие чего на одной из боковых граней концентрация зарядов одного знака увеличивается, в то время как на противоположной грани – уменьшается. Возникающая при этом разность потенциалов (ЭДС Холла) определяется выражением

 
 

Ехл = Rхл j(Кгеом, q)I B cos a/d, где Rхл – постоянная Холла, зависящая от свойств материала преобразователя; j(Кгеом, q) – функция, зависящая от геометрии преобразователя и так называемого угла Холла между векторами плотности тока и напряженности вызывающего его электрического поля, определяемого подвижностью носителей зарядов и значением магнитной индукции; a - угол между вектором магнитной индукции и магнитной осью преобразователя, совпадающей в первом приближении с нормалью к плоскости преобразователя. Особенно сильно эффект Холла проявляется в германии (Ge), кремнии (Si).

Типовая схема тесламетра с ПК представлена.


11. Магнитные измерительные преобразователи - преобразователи Га­усса. Метрологические характеристики. Схемы формирования электрических сигналов.

Магнитоизмерительные преобразователи Гаусса, называемые магниторезисторами, основаны на использовании эффекта Гаусса, заключающегося в изменении внутреннего сопротивления некоторых материалов в магнитном поле вследствие изменения подвижности носителей электрических зарядов.

Под действием магнитного поля траектории носителей искривляются, вследствие чего скорость их движения в направлении электрического поля уменьшается. Уравнение преобразования магниторезистора имеет вид

RB = RB=0 [1 + A|uB|m], где u - подвижность носителей заряда; RB=0 – сопротивление преобразователя при В = 0; А – магниторезистивный коэффициент, зависящий от свойств материала и формы преобразователя; m – показатель степени, равный 2 в слабых магнитных полях (В£ 0,2…0,5 Т), для которых uB £ 1, и равный 1 в сильных магнитных полях, для которых uB ³ 1.

Основными метрологическими характеристиками магниторезисторов являются начальное сопротивление Ro, которое лежит в пределах от долей ома до десятков килоом, и магниторезистивная чувствительность . Обычно для характеристики магниторезистивных преобразователей используются зависимости , где DR0 = RB – R0.

Преобразователи Гаусса используются в приборах для измерений индукции в постоянных и переменных магнитных полях. Особенно эффективно их применение при измерениях в сильных полях, так как функция преобразования в этом диапазоне для них достаточно линейная.

Магнитоизмерительные приборы с преобразователями Гаусса применяются в виде тесламетров постоянного и переменного магнитных полей. Простейший прибор может представлять собой неуравновешенный измерительный мост, в одно из плеч которого включен преобразователь Гаусса. При изменении сопротивления преобразователя в результате воздействия на него измеряемого магнитного поля в индикаторной диагонали моста возникает напряжение, или ток разбаланса.

Магниторезистивные преобразователи находят применение в качестве бесконтактных переменных резисторов и делителей напряжения с плавно регулируемым коэффициентом деления.


 

12. Магнитные измерительные преобразователи: ферромодуляционными преобразователи. Метрологические характеристики. Схемы формирования электрических сигналов.

Принцип действия ферроиндукционных преобразователей (называемых также ферромодуляционными) основан на изменении под воздействием измеряемого магнитного поля ВХ магнитного состояния (магнитной проницаемости m) ферромагнитного сердечника, возбуждаемого переменным магнитным полем с постоянной напряженностью Н~.

При одновременном воздействии на сердечник возбуждающего поля напряженностью Н~ и измеряемого поля напряженностью Нх изменение магнитного состояния будет происходить по несимметричным динамическим петлям и кривая изменения переменной составляющей индукции В~ станет несимметричной относительно оси времени. Это будет означать, что в составе кривой индукции В~ наряду с нечетными гармоническими составляющими появляются также четные гармоники. Оказывается, что степень асимметрии, т.е. амплитуды четных гармоник в индукции В~, пропорциональна в определенных пределах интенсивности измеряемого магнитного поля. Таким образом, по значению амплитуд четных гармоник, в частности второй гармоники, можно определить напряженность или индукцию измеряемого поля.

 
 

Типовая схема включения ферромагнитного преобразователя.

 

Феррозонд помещается в измеряемое магнитное поле с индукцией ВХ. Возбуждающее поле в феррозонде создается током, поступающим в обмотку возбуждения от генератора синусоидального тока. Выделение второй гармоники из выходного сигнала феррозонда осуществляется селективным усилителем. Выходной сигнал усилителя детектируется синхронным детектором и подается на измерительное устройство. Синхронное детектирование в данной схеме используется для определения изменения фазы евых на 180° при изменении направления магнитного поля на обратное. Для улучшения технических и метрологических характеристик схема охвачена глубокой ООС.


 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)