Вимірювання магнітного потоку

Для вимірювань магнітного потоку постійного магнітного поля найчастіше використовують вимірювальні котушки – нерухомі або поворотні. При цьому вимірюють імпульс струму або імпульс напруги, що виникає при зміні повного потоку, який зчіплюється з витками вимірювальної котушки.

Вимірювання магнітного потоку за допомогою балістичного гальванометра засновано на вимірюванні за його допомогою імпульсу струму (рис. 10.11, а). Зміна потокозчеплення ∆ψ вимірювальної котушки визначається за формулою

∆ψ= C_б R α _max =C_ψ α _max, (10.20)

де С_б і R – ціна поділки і повний опір балістичного гальванометра відповідно; α _max – перша (максимальна) амплітуда відхилення рухомої частини гальванометра; C_ψ= C_б R – ціна поділки балістичного гальванометра по потокозчепленню (знаходиться експериментально).

Вимірявши ∆ψ і знаючи число w витків котушки, можна знайти значення вимірюваного потоку:

– для випадку, коли для зміни повного потоку від ψ_х до нуля котушка, наприклад, виноситься за межі поля;

– для випадку, коли для зміни повного потоку від + ψ_х до – ψ_х котушка, наприклад, повертається на 180˚. Калібрування балістичного гальванометра, тобто визначення C_ψ, здійснюють за схемою, показаною на рис. 10.12, б. Вимірювальна котушка під’єднується до кола гальванометра і при його калібруванні – щоб зберегти незмінним опір кола. Ціна поділки C_ψ гальванометра по потокозчепленню визначається як

, (10.21)

де М – коефіцієнт взаємної індуктивності котушки; ∆І ₁ – зміна струму; α _max0 – відхилення показчика гальванометра, спричинене зміною струму ∆І ₁.

Вимірювання магнітного потоку за допомогою веберметра здійснюється за схемою, зображеною на рис. 10.12. Відхилення покажчика веберметра пропорційне зміні потоку.

Оскільки механізм приладу не має механічного протидіючого моменту і стрілка може займати довільне положення на шкалі, до його схеми вводиться коректор, що служить для повернення покажчика в нульове положення. При коректуванні рухома рамка вимірювального механізму під’єднується до корегуючої котушки, розміщеній в магнітному полі постійного магніту.

Перевагою цього приладу перед балістичним гальванометром є те, що ціна його поділки практично не залежить від значення опору кола веберметра – це означає, що прилад може мати градуйовану шкалу і тому перед вимірюванням проводити калібрування вже не потрібно. Все це справедливо, щоправда, при умові, що опір зовнішнього кола не перевищує допустимих значень, наведених у паспорті приладу. Важливою перевагою веберметра є й те, що його покази мало залежать від швидкості зміни потокозчеплення.

Похибка вимірювання магнітних потоків такими приладами не перевищує 1…1,5%, однак їх чутливість на один-два порядки нижча, ніж у балістичних гальванометрів.

Визначення змінного магнітного потоку за допомогою нерухомих вимірювальних котушок зводиться до вимірювання наведеної в котушці ЕРС (див п. 10.2.1)

. (10.22)

Взагалі, коли крива досліджуваного потоку не є синусоїдною функцією часу, для визначення Ф_max слід вимірювати середнє значення ЕРС. Якщо ж відомо, що форма кривої синусоїдна (К_ф =1,11), то можна вимірювати діюче значення ЕРС – Е. Одночасне вимірювання діючого Е та середнього Е _сер значень ЕРС дає змогу визначити коефіцієнт форми кривої. Слід пам’ятати, що вимірювання цих ЕРС слід проводити високоомними вольтметрами (наприклад, електронними) для зменшення систематичної складової похибки, обумовленої споживанням приладу.

Дата добавления: 2014-11-18