Politechnika Lubelska

Katedra Podstaw Metrologii

Laboratorium Metrologii

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 12.

Temat :Pomiar podstawowych wielkości magnetycznych.

Wykonano: 22.10.99

Grupa : wykonał : Czuryło Paweł

1.Czuryło Paweł

2.Banach Tomasz

Grupa ED 5.1

Rok akad. 1999/00

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi metodami pomiaru wielkości charakteryzujących pole magnetyczne stałe i przemienne.

1.Pomiar strumienia magnetycznego magnesu stałego przetwornika magnetoelektrycznego galwanometrem przetłumionym przy R_d=0Ω

Aparatura:

G_p - Strumieniomierz kl. 1; zakres 100 mWb; nr PL-P3-588/E6;

Sd - sonda pomiarowa; R_c = 8,7Ω; z_c = 150 zw.;

R_b - opornik kołkowy; nr PL-P3-316-E6.

Wartość rezystancji R_b obliczono ze wzoru:

C₁ =

C_n=10mWb/100dz=0.1mWb/dz

Tabela pomiarowa:

Lp	α	φ	φśr
	dz	mWb	mWb
1	71.0	15.97	15.83
2	70.5	15.86
3	70.0	15.75
4	70.0	15.75

2.Wpływ rezystancji obwodu cewki pomiarowej na błąd pomiaru strumienia

Układ pomiarowy.

Aparatura:

G_p - strumieniomierz kl. 1; zakres 100 mWb; nr PL-P3-588/E6;

Sd - sonda pomiarowa; R_c = 8,7Ω; z_c = 150 zw.;

R_b - opornik kołkowy; nr PL-P3-316-E6.

R_d - opornik dekadowy nr PL-P3-345-E6.

Tabela pomiarowa:

Lp	Rd	α	φ	δφ
	Ω	Dz	mWb	%
1	0	71,0	15.83	0
2	5	70,0	15,75	-0,51
3	10	69,0	15,53	-1,93
4	15	68.5	15,41	-2,64
5	20	68,0	15,30	-3,35
6	25	67.5	15,19	-4,06
7	30	67,0	15,08	-4,77
8	35	66.5	14,96	-5,48
9	40	66,0	14,85	-6,19
10	45	65,0	14,63	-7,61
11	50	64,0	14,40	-9,03

Obliczenia:

Dla R_d = 5Ω: Φ = α•C₁ = 70dz • 2,25•10^-4Wb/dz =15,75 mWb

δ_Φ =

Krzywa błędu względnego δ_Φ=f(R_d).

3. Wyznaczenie charakterystyki komutacyjnej magnesowania dla próbki pierścieniowej.

Układ pomiarowy:

Przyrządy użyte do pomiaru:

Z - zasilacz prądu stałego; nr PL-P3-1787-E2-M;

A₁ - ; kl. 0,5; zakres 1,5 A; nr PL-P3-119-E6;

A₂ - ; kl. 0,5; zakres 2,5 A; nr PL-P3-253-E6;

At - autotransformator; nr PL-P3-513-E6;

R₂ - opornik suwakowy; rezystancja R = 13,9 Ω; nr PL-P3-102-E6;

R₁ - opornik suwakowy; rezystancja R = 46 Ω; R = 13.9, I = 2.9A; nr PL-K-020-E6;

R_d - opornik dekadowy; nr PL-P3-297-E6.

R_b− opornik kołkowy nr PL-P3-316-E6

G_b− galwanometr balistyczny ; kl.1,R = 600, 140dz.,t_o =11s, nr PL-P3-1743-E2-M

M − wzorzec indukcyjności wzajemnej M = 0.01H, I_max = 1A, nr PL-P3-313-E

Pr − badana próbka ferromagnetyczna H_max = 1315 A/m, B_max = 1.2T, m = 574.7G

DZ[mm]	DW[mm]	Zp[zw]	Zm[zw]	H[mm]	RP[Ω]	RM[Ω]	m[G]
104,6	84,5	1200	260	25,1	14,5	1,5	574,7

W₁ − wyłącznik jednobiegunowy

W₂ , W₃ − wyłączniki dwubiegunowe

P₁ , P₂ − przełączniki dwubiegunowe

Wyznaczenie stałej galwanometru:

ΔI = 0,6A; M = 0,01H; α_1m = 68dz; z_c = 1200zw;

S_c = (D_Z - D_W)•H = (0,1046m - 0,0845m)•0,0251m = = 5,0451•10^-4 m² ;

k_b =

Tabela pomiarowa:

Lp	I	α	B	H
-	A	dz•100	mT	A/m
1	0,15	25	95,0	131,31
2	0,20	28	106,4	175,08
3	0,25	30	114,0	218,86
4	0,30	33	125,4	262,63
5	0,35	35	133,0	306,40
6	0,40	36	136,8	350,17
7	0,45	42	159,6	393,94
8	0,50	46	174,8	437,71
9	0,55	46	174,8	481,48
1	0,60	52	197,6	525,25
10	0,65	54	205,2	569,02
11	0,70	57	216,6	612,79
12	0,75	60	228,0	656,57
13	0,80	62	235,6	700,34
Lp	I	α	B	H
-	A	dz	mT	A/m
14	0,85	62	235,6	744,11
15	0,90	65	247,0	787,88
16	0,94	66	250,8	822,89

Obliczenia:

B = k_b*α = 3,81•10^-4 T/dz • 6500dz = 247,0 mT

z_m = 260zw; l_śr = π* = π*

H =

Charakterystyka komutacyjna magnesowania .

Wyznaczenie przenikalności magnetycznej:

a) normalnej (względnej) dla punktu A o H = 262,63 A/m ,B=125,4mT

μ`_A =
379,96

b) początkowej

μ`_pocz. =

c) maksymalnej

μ`_max =

d) różniczkową dla punktu B

μ`_d =

Przenikalności : początkowa , maksymalna , różniczkowa , nie zostały wyznaczone ze względu na niepoprawny wykres wyznaczony na podstawie błędnych pomiarów.

Wnioski:

Analizując otrzymane wartości błędów przy różnych wartościach rezystancji w obwodzie galwanometru przetłumionego, zobrazowane na wykresie δ_f (R_d) możemy stwierdzić, że nie odbiegają one od dopuszczalnych wartości błędów związanych z klasą dokładności przyrządu tj.

1.5% przy R_c < 8

2.5% przy R_c < 20

4.0% przy R_c < 30

Błąd pomiaru strumienia, przy założeniu, że dla R_d = 0 strumień Φ ma poprawną wartość, wynikający z zastosowania dodatkowej rezystancji obwodu cewki pomiarowej, ma zawsze wartość ujemną ze względu na zmniejszanie się strumienia wraz ze wzrostem R_d. Zależność δ_Φ = f (R_d) jest liniowa w środku i na końcu, na początku zaś jest nieliniowa.

Wyznaczona przenikalność magnetyczna jest większa od teoretycznej, która dla takiej próbki stalowej wynosi ok. 200.Różnica ta spowodowana jest nieprawidłowym wykonaniem pomiarów , które przeprowadzone były przy niedokładnym lub nieprawidłowym rozmagnesowaniu badanej próbki .Uniemożliwiło to dodatkowo wyznaczenie przenikalności początkowej , maksymalnej oraz różniczkowej.

Sp

R_b

G_p

N S

R_d

R_b

G_p

Sp

N S

δ_Φ[%]

R_d[Ω]

B[mT]

H[A/m]

A(262,63;125,4)

α

---