Способ определения импульсной магнитной проницаемости сердечников Советский патент 1991 года по МПК G01R33/16 G01N27/74 

СО

с

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для определения импульсной магнитной проницаемости сердечников, контроль величины которых необходим при разработке и производстве блоков магнитных головок, Целью изобретения является повышение точности измерения импульсной магнитной проницаемости путем исключения влияния величины сопротивления потерь испытуемого сердечника. Устройство, реализующее способ, содержит импульсный намагничивающий генератор 1, измерительный трансформатор 2 с испытуемым сердечником 3. Вторичная обмотка 4 трансформатора 2 нагружена на вход измерителя 5 постоянной времени, соединенного с входом вычислителя импульсной магнитной проницаемости 6. 2 ил.

о о

00

о

ю

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для определения1 импульсной магнитной проницаемости сердечников, контроль величины которых необходим при разработке и производстве блоков магнитных головок.

Цель изобретения - повышение точности измерения импульсной магнитной проницаемости за счет исключения влияния величины сопротивления потерь испытуемого сердечника.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - эквивалентная схема замещения ненагруженного измерительного трансформатора.

Согласно предложенному способу, включающему воздействие на испытуемый сердечник импульсным магнитным полем произвольной длительности, создаваемым потоком экспоненциальной формы, и вычисление импульсной магнитной проницаемости испытуемого магнитного сердечника, дополнительно измеряют постоянную времени импульса ЭДС вторичного магнитного поля, изменяют длительность импульсного магнитного поля, повторно воздействуют на испытуемый сердечник измененным импульсным магнитным полем, повторно измеряют постоянную времени импульса ЭДС вторичного магнитного поля и по измеренным постоянным времени импульсов ЭДС вторичных магнитных полей производят определение импульсной магнитной проницаемости магнитного сердечника.

Эквивалентную схему ненагруженного трансформатора, в которой индуктивность LI и сопротивление гс включены параллельно, можно представить в виде эквивалентной схемы замещения с последовательным соединением индуктивности L и сопротивления г (фиг. 2). Активное сопротивление нагрузки трансформатора предполагается достаточно большим, а величина собственной емкости трансформатора - достаточно малой, поэтому данные элементы из приведенной эквивалентной схемы исключены.

При подаче на вход цепи, состоящей из последовательно соединенных активных сопротивлений и индуктивностей, напряжения прямоугольной формы, ток в цепи изменяется по экспоненциальному закону. Для цепи, приведенной на фиг. 2, зависимость тока переходного процесса имеет вид

г.p.liSBg + Il+lij.

(1)

где Ur - напряжение генератора;

Кдоб - добавочное сопротивление в цепи намагничивающего тока;

J Кдоб + rl -Ь г

п - активное сопротивление первичной обмотки трансформатора;

г - сопротивление потерь в сердечнике;

t- время;

5LJ1 - индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора;

L - индуктивность первичной обмотки трансформатора (намагничивающей цепи).

Вводя обозначения

0

5

Рдрб. TI. и г

LZ

.1 +Т

зависимость (1) можно привести к виду и-иг/ИдоЫ+гО-е-),(2)

где г- постоянная времени цепи. 5 Выходное напряжение Увых можно определить

UrL -,/,

UB«x LdJ/dt

е

(3)

L + LSi

Длительность переходного процесса, в те- 0 чение которого значение спадает от максимума до уровня 0,1 ивых.тах, равна 2,3т

LЈ

t 2,,3

(4)

Rfloe + т

Проводя измерения длительностей переходных процессов для двух значений до- полнительных резисторов в цепи намагничивающего тока, получим систему уравнения с двумя неизвестными L% и т:

0 | ti 2,,3 Lz

5

Ндобл + 7

-t2 2-3r :2 3id rРешая систему (5), получим;

Рдо6.1 (Г1/Г2)-Ндо6.2

г

.6.1 (Г1/Г2)- 1 -П/Г2

(5)

(6)

(IW.1 + №)-).

(7)

.Q Значение относительной импульсной магнитной проницаемости можно определить

,(8)

fioWS

5 W C средняя длина магнитопровода испытуемого сердечника;

W -число витков обмотки (намагничивающей цепи);

S - площадь поперечного сечения испы- 0 туемого сердечника;

//о абсолютная магнитная проницаемость вакуума,

Способ может быть реализован с помощью устройства, представленного на 5 Фиг. 1.

Устройство содержит импульсный намагничивающий генератор 1, выход которого соединен с входом измерительного трансформатора 2 с испытуемым сердечником 3, вторичная обмотка 4 измерительного

трансформатора 2 нагружена на вход измерителя 5 постоянной времени, выход которого соединен с входом вычислителя 6 импульсной магнитной проницаемости.

Испытуемый магнитный сердечник устанавливают в измерительный трансформатор 2, в первичную обмотку 7 трансформатора 2 подают импульсное напряжение прямоугольной формы и измеряют постоянную времени импульса ЭДС во вторичной обмотке 4 для случая двух различных резисторов 8 в цепи намагничивающего тока.

По полученным данным по зависимости (6) вычисляют сопротивление потерь, а по зависимости (7) и (8) - относительную импульсную магнитную проницаемость.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом,

Испытуемый ферритовый сердечник 3 разомкнутой формы с площадью поперечного сечения мм2 устанавливают а измерительный трансформатор 2, число витков первичной 7 (Wi) и вторичной 4 (W2) обмоток которого равен 10. Средняя длина магнитопровода испытуемого сердечника I равна 1 мм. Последовательно в первичную обмотку 7 трансформатора 2 включают эталонный резистор ВдооИ величиной 28 Ом и пропускают намагничивающий ток путем подачи импульсного напряжения амплитудой 14 В. Измеряют постоянную времени (Т1)импульса ЭДС, снимаемого с вторичной обмотки 4 измерительного трансформатора 2, которая равна 1,52 мкс. Отключают им- пульсное напряжение и в цепь первичной обмотки трансформатора последовательно включают эталонный резистор .2 другого номинала - 35 Ом. Вновь пропускают намагничивающий ток путем подачи им- пульсного напряжения и измеряют новое значение постоянной времени тг 1,39 мкс импульса ЭДС, снимаемого с вторичной обмотки 4 измерительного трансформатора 2.

Используя известные значения эталонных резисторов и полученные значения постоянной времени импульса ЭДС вторичной обмотки измерительного трансформатора, по формуле (6) определяют сопротивление потерь сердечника, а по формулам (7) и (8) - импульсную магнитную проницаемость сердечника /а 400.

Формула изобретения Способ определения импульсной магнитной проницаемости сердечников, включающий воздействие на испытуемый сердечник импульсным магнитным полем, создаваемым экспоненциальным импульсом тока намагничивающей цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, измеряют постоянные времени импульсов ЭДС вторичного магнитного поля при двух значениях длительностей воздействующего на испытуемый сердечник импульсного магнитного поля, а импульсную магнитную проницаемость /л сердечника определяют из следующих соотношений:

уи0 W2 S

Ll.n(R.1+jfcЈ 2).

где I - средняя длина магнитопровода испытуемого сердечника;

S - площадь поперечного сечения испытуемого сердечника;

W - число витков намагничивающей цепи;

Rgi,Rg2 - значения сопротивлений намагничивающей цепи;

Ј - индуктивность намагничивающей цепи;

П, 72 - два значения постоянных времени импульсов ЭДС вторичного магнитного поля;

/io - абсолютная магнитная проницаемость вакуума.

Фиг. Z

Л-4

to/л