Предлагается устройство для исследования электротехнических материалов, в частности для определения угла диэлектрических потерь и для определения магнитных свойств материалов.
В известных устройствах для определения угла диэлектрических поте)ь последний находится путем вычислений на основе результатов двух измерений, одно из которых дает величину тока в зависимости о г фазы, а другое - величину тока, не зависящего от фазы подводимого к образцу напряжения.
Целью предлагаемого изобретения является создание универсального устройства для определения как диэлектрических, так к магнитных характеристик материалов с возможностью непосредственного отсчета значений измеряемых величин по шкале стрелочного индикаторного прибора без дополнительных вычислений.
Это обеспечивается наличием в устройстве двух параллельных ветвей, включаемых последовательно с источником переменного тока и испытуемым образцом, в одну из которых включен ламповый выпрямитель, а в другую-триод (или тиратрон), на сетку которого подается напряжение, совпадающее по фазе с напряжением на испытуемом образце.
Отсчет значений угла диэлектрических потерь осуществляется по шкале логометра, измеряющего отнощение токов в ветвях, или по щкале вольтметра, измеряющего разность падений напряжения в двух актив ных сопротивлениях, включенных последовательно с ламповым выпрямителем и триодом.
Возможность определения магнитных свойств материалов обеспечивается наличием в устройстве двух обмоток, служащих для помещении в них испытуемого образца, ii переключателя, предназначенного для включения одной из обмоток в цепь триода (или тиратрона) поЛ1 86192-- 2 -. ; следовательно с источником переменного тока, а другой - в цепь выгфямителя последовательно с измерительным прибором.
На фиг. 1 изображена полная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - часть схемы, действующей при определении угла диэлектрических потерь и емкости; на фиг. 3 - часть схемы, действу101дей при снятии магнитных характеристик.
Полная схема устройства, изображенная на фиг. 1, состоит пч испытательного траисформатора Т, трехэлектродной лампы или тиратрона .y/i, выпрямительной лампы Л, двух одинаковых сопротивлений RI и RZ, включенных по схеме делителя напряжения, уравновешивающих сопротивлений и Rj,, сопротивлений и R-. фазорегулятора, регулировочных сопротивлений R и R&, сопротивления смещения /,,, двух магнитоэлектрических измерительных приборов: прибора А н вольтметра, переключателей //i, //2, Яз, Я, Пе„ П и Я и испытуемых образцов О и 0 Трансформатор Т может быть сменным, секционированным или же разделен на два трансформатора, в одном из которых сосредоточе ны обмотки для питания накала-ламп и обмотка фазорегулятора, в другом - обмотка высокого напряжения для питания анода ламп. Первичные обмотки обоих трансформаторов в этом случае должны питаться от одного источника тока.
Все переключатели, кроме .переключателя П, управляются одно. рукояткой, поэтому они в дальнейшем называются -«общий переключатель /7.
Для определения tgd (тангенс угла потерь диэлектрика) общий переключатель Я ставится в положение а и схема устройства принимает вид, показанный на фиг. 2.
Ток, протекающий через испытуемый образец Oi, разветвляется в точке аз на две равные части, одна из которых протекает через лампу Л, а другая - через лампу Лч. На сетку лампы Л поступает напряжение, совпадающее по фазе с напряжением, поступающим на образец.
Ток /,, протекающий через лампу Л, равен /i -;; , а ток /г, протекающий через лампу 2, равен /2 -- , где / - эффективное значение тока. Эти токи можно пропустить через соответствующие обмогки логометра магнитоэлектрической системы, который измерит их отношение.
Шкала логометра может быть проградуирована непосредственно з значениях tg6. Вместо тиратрона можно взять триод, что повысит надежность схемы.
На чертеже изображена схема не с логометром, а с обычным вольтметром. Это позволяет использовать тот же измерительный прибор и для других измерений, описываемых ниже.
В этом случае в каждую ветвь Л и //2 вводится сопротивление R. На сопротивлении / будет иметь место падение напряжения, соответственно.
Ul .- Rcosff i и2 - 9 Измеряя разность потенциалов между двумя равноотстоящими от центра точками, будем иметь: и ..-:: L-a - Ll - -гг (1 - coscpj.
Icosvf
// С известной степенью приближения можио считать cos9 tg6.
т. сf7.Jl (), откудаtg-fi - 1 - -т
Следовательно, после предварительной градуировки шкалы Ig6 может быть определен непосредственным отсчетом по шкале измерительного прибора (вольтметра) без дополнительных вычислений.
Таким образом, для измерения tg6 достаточно поставить обш,ий переключатель /7 в положение а, а вольтметровый переключатель П - в положение 6i - 62, после чего произвести отсчет по шкале вольтметра V.
Если переключатель П перевести в положение ui-Z2, то вольтметр V окажется включенным как амперметр, с шунтом и им можно
измерять емкость образца Oi, так как С s- , где бз - напряжение,
приложенное к образцу Oi. Производя изл ерение емкости при постоянном напряжении (Уз, можно проградуировать вольтметр V в единицах емкости. Если явится необходимость измерить емкость С при другие напряжениях, то истинное значение емкости С„ легко может быть вычислено из соотношения
При использовании устройства для снятия магнитных характеристик .необходимо повернуть рукоятку обш,его переключателя Я в положение б (фиг. 3).
Если переключатель П поставить в положение , то вольтметр V покажет падение напряжения LJ во вторичной цепи испытуемого образца 02 и, следовательно, максимальное значение индукции в
испытуемом образце В.„„кс 4 4V-s-l - поперечное сечение, W - число витков вторичной обмотки и f - частота переменКОГО тока. Считая их постоянными, можно положить .. , Ci,
где С - постоянная величина. В результате получим
Снабдив вольтметр третьей шкалой, можно непосредственно отсчитывать В у.
Переводя переключатель Я4 в положение ei-62 и передвигая движок реостата Rj до тех пор, пока стрелка вольтметра V не окажется на нуле по шкале индукции В, получим, что амперметр А будет измерять напряжение, равное реактивной составляюшей падения напряж иия Cs на сопротивлении Rs, т. е. t/s R Ismtf, а так как сопротивл:-ние есть величина постоянная, то /зшф - можно непосредственНО отсчитать по шкале прибора А.
Можно отградуировать шкалу прибора Л так, чтобы он непосредственно показывал не /sincp, а /е/зшф, где « , а w -
число витков первичной обмотки и / -- алина средней силовой линии.
- 3 -№ 86192
, . ,
м.кс - .
т . , г , .W, „„
№ 86192- 4 Магнитная проницаемость образца мелеет быть, следовательно, вычислена, как отношецие показаний двух приборов |д -JiM где
/ /е/з1пф есть показание прибора А.
На основании полученных результатов можно также определить потери в железе. Для этого передвигают рычаг реостата / ДО тех пор, пока вольтметр V опять не покажет В ,д„ , тогда прибор А покажет активную составляющую падения напряжения на R, т. е. U / 5/созф, а, снабдив прибор А второй шкалой, можно отсчитать ф.
Так как потери в железе /,. U Jcostp - , то, производя измерения при постоянном напряжении (74, получим /,. kj, где k U ,
а / - отсчет по прибору А. Таким образом, снабдив прибор А третье , шкалой, можно кепосредственцо измерять потери в железе.
Предмет изобретения
1.Устройство для исследования электротехнических материалов, в котором измерение угла диэлектрических потерь осушествляется путем сравнения активной слагающей и полной величины тока, пропускаемого через испытуемый образец, отличающееся тем, что оно составлено из включаемых последовательно с источником переменного тока и испытуемым образцом двух параллельных ветвей, в одну из которых включен ламповый выпрямитель, а в другую - триод (или тиратрон), на сетку которого подается напряжение, совпадающее по фазе с напряжением на испытуемом образце, с целью непосредственного отсчета угла диэлектрических потерь по шкале логометра, измеряющего отношение токов в ветвях.
2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что последовательно с выпрямителем и триодом включены активные сопротивления, с целью непосредственного отсчета угла диэлектрических потерь по щкале вольтметра, измеряющего разность падения напряжения в этих сопротивлениях.
3.Устройство но п., 1, отличающееся тем, что, с целью использования его также для определения магнитных свойств материалов, оно снабжено двумя обмотками, служащими для помещения в них испытуемого образца, и переключателем, предназначенным для включения одной из обмоток в цепь триода (или тиратрона) последовательно с источником переменного тока, а другой-в цепь выпрямителя последовательно с измерительным прибором.
W
№ 86192 ф
6 
