LABORATORIUM METROLOGII

Imię Piotr Janiec i Nazwisko				Wydział Grupa ED5.3
Data wyk. ćwiczenia 96.10.08	Temat ćwiczenia Pomiar podstawowych wartości magnetycznych
Zaliczenie		Ocena	Data	Podpis

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.

Przyrządy użyte do pomiarów:

G_p - kl. 1; nr PL-P3-588/E6; zakres 10 mWb;

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

R_b - opornik kołkowy KR5-27; nr 68-117.

Wartość rezystancji R_b obliczono ze wzoru:

C₁ =

Tabela pomiarowa:

l.p.	α1	α2	Da=α2-α1_	Δαśr	Φśr
	[ dz]	[ dz]	[ dz ]	[ dz ]	[mWb]
1	1	31	30
2	35	67	32	34,5	12,42
3	49	86	37
4	25	64	39

Φ = C₁*Dα = 30 dz * 3,6*10^-4 Wb/dz = 10,8 mWb

Φ_śr = C₁*α_śr = 3,6 * 10^-4 Wb/dz * 34,5 dz = 12,42 mWb

2. Pomiar wpływu rezystancji obwodu cewki pomiarowej na błąd pomiaru strumienia.

Tabela pomiarowa:

L.p.	Rd	α	Φ	δΦ
	[Ω]	[dz]	[mWb]	[%]
1	0	34,5	12,42	0
2	5	34	12,24	-1,3
3	10	33	11,88	-4,2
4	15	32,5	11,70	-5,8
5	20	32	11,52	-7,1
6	25	31,5	11,34	-8,7
7	30	31	11,16	-10,0
8	35	30,5	10,98	-11,6
9	40	30	10,80	-13,0
10	50	29	10,44	-15,8

Dla R_d = 5Ω: Φ = α*C₁ = 34dz * 3,6*10^-4Wb/dz = 12,24 mWb

δ_Φ =

Krzywa błędu względnego δ_Φ=f(R_d).

3. Wyznaczenie charakterystyki komutacyjnej magnesowania dla próbki pierścieniowej.

Przyrządy użyte do pomiaru:

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

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

R₂ - opornik suwakowy; nr PL-P3-102-E6; rezystancja R = 13,9 Ω; I = 2.9A

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

A₂ - kl. 0,5; nr PL-P3-253-E6; zakres 1 A;

R₁ - opornik suwakowy; nr PL-K-020-E6; rezystancja R = 46 Ω; I = 2A

R_d - opornik dekadowy; nr PL-P3-297-E6; I = 0.007A; kl.0.05.

G_b - galwanometr balistyczny kl.1,R = 600W, 140dz.,t_o =11s, PL-P3-435-E6/

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

M - wzorzec indukcyjności wzajemnej M = 0.01H, I_max = 1A, PL-P3-311-E6/

Przed pomiarem rozmagnesowujemy prądem przemiennym o malejącej amplitudzie. Następnie skalujemy galwanometr balistyczny na pomocą wzorca indukcji wzajemnej M.

Wyznaczenie stałej galwanometru przeprowadzamy w następujący sposób :

Zamykamy wyłącznik „Pomiar” i W1 oraz P1.

Obliczamy pole przekroju próbki pierścieniowej :

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

M = 0,01H; z_c = 1200zw;

przykładowe obliczenia dla ΔI = 0,4A; i α_1m = 68dz;

Obliczamy stałą galwanometru:

k_b =

Przykładowa indukcja dla α=3200dz :

B = k_b*α = 0,097mT/dz * 3200dz = 310,4 mT

Sposób liczenia natężenia pola :

z_m = 260zw;

l_śr = π* = π*

H =

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wykreśla się charakterystykę komutacyjną magnesowania ( B wyznaczamy z pomiary a H z obliczeń )

Z charakterystyki wyznaczamy przenikalności magnetyczną normalną, początkową i maksymalną.

Przykład wyznaczenia przenikalności magnetycznej:

a) normalnej (względnej) dla punktu A o H = 500 A/m

μ`_A =

b) początkowej

μ`_pocz. =

c) maksymalnej

μ`_max =

d) różniczkową dla punktu B

μ`_d =

Przykładowa charakterystyka komutacyjna magnesowania .

4. Wnioski

Włączenie równoległe rezystora R_b powoduje zwiększenie zakresu pomiarowego galwanometru (stałej galwanometru) - punkt 1.

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.

Wyznaczanie komutacyjnej charakterystyki magnesowania nie przeprowadziliśmy z powodu awarii stanowiska pomiarowego. Załączona charakterystyka została sporządzona na podstawie danych przykładowych zaczerpniętych z literatury. Charakterystyka komutacyjna jest krzywą będącą wynikiem połączenia wierzchołków symetrycznych pętli histerezy dla H przyjmującą wartości od 0 do H_max. Charakterystykę uzyskujemy stosując komutację nastawionego prądu magnesującego.

---