Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 12
Nazwisko: Janusz	Imię: Robert		Semestr V	Grupa ED 5.3	Rok akad. 1996/97
Temat ćwiczenia: Pomiar podstawowych wielkości magnetycznych.				Data wykonania 08.10.96	Ocena

I Cel ćwiczenia.

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

II Spis przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu.

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

2. Sonda pomiarowa - Sd R_c = 8,7Ω z_c = 150 zw.

3. Opornik kołkowy - R_b PL-P3-317-E6

4. Zasilacz prądu stałego - Z PL-P3-1787-E2-M

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

6. Opornik suwakowy - R₂ rezystancja R = 13,9 Ω PL-P3-102-E6

7. Autotransformator - A_t PL-P3-513-E6

8. Amperomierz - A₂ kl. 0,5 zakres 1 A PL-P3-253-E6

9. Opornik suwakowy - R₁ rezystancja R = 46 Ω PL-K-020-E6

10. Opornik dekadowy - R_d PL-P3-297-E6

III Wykonanie ćwiczenia.

1. Pomiar strumienia magnetycznego magnesu stałego przetwornika magnetoelektrycznego

galwanometrem przetłumionym.

Układ pomiarowy:

Wartość rezystancji R_b obliczono ze wzoru:

C₁ =

Tabela pomiarowa:

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

Obliczenia:

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.

Układ pomiarowy:

Tabela pomiarowa:

l.p.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Rd [W]	0	5	10	15	20	25	30	35	40	50
Da[dz]	34,5	34	33	32,5	32	31,5	31	30,5	30	29
dF [%]	0	-1,3	-4.2	-5.8	-7,1	-8,7	-10,0	-11,6	-13,0	-15,8

Obliczenia dla R_d = 10Ω:

Φ = α*C₁ = 33dz * 3,6*10^-4Wb/dz = 11,88 mWb

δ_Φ =

Krzywa błędu względnego δ_Φ=f(R_d).

3. Wyznaczenie charakterystyki komutacyjnej magnesowania dla próbki pierścieniowej.

Wyznaczenie stałej galwanometru: przykładowe obliczenia:

ΔI = 0,4A 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 =

Przykładowe obliczenia: B = k_b*α = 0.097mT/dz * 3200dz = 310.4 mT

z_m = 260zw l_śr = π* = π*

H =

Wyznaczenie 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 =

Pzykładowa charakterystyka komutacyjna magnesowania.

IV. Wnioski.

Aby możliwe było wykonanie pomiarów galwanometrem niezbędne było włączenie równoległe rezystora R_b w celu zwiększenia zakresu pomiarowego galwanometru. Obliczony strumień średni magnesu trwałego odpowiada spodziewanemu strumieniowi.

Przy badaniu wpływu rezystancji cewki pomiarowej na błąd pomiaru strumienia. to błąd pomiarowy przy założeniu. że dla R_d = 0 strumień Φ ma poprawną wartość. Natomiast błąd 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 jset nieliniowa.

Wyznaczanie komutacyjnej charakterystyki magnesowania nie przeprowadziliśmy z powodu awarii stanowiska pomiarowego. Załączona charakterystyka została sporządzona na podstawie danych przykładowych zaczerpniętych z literatury. Ponieważ charakterystykę komutacyjną uzyskuje się poprzez zmianę biegunowości zasilania co powoduje że we wzorze na indukcję należy uwzględnić współczynnik 1/2. 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.

---