实验十二 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线(2)

2019-01-26 13:51

如果选取足够大的R2和C2,使I2R2??Q/C2,则

ε2?I2R2

dQdU2 ?C2dtdtdU∴ ε2?C2R22 (3)

dt∵ I2?由(2)、(3)两式可得 B?C2R2U2 (4) nS 上式中C2、R2、n和S均为已知常数。所以由U2可确定B。

综上所述;将图8中的U1和U2分别加到示波器的“X输入”和“Y输入”便可观察样品的B-H曲线;如将U1和U2加到测试仪的信号输入端可测定样品的饱和磁感应强度BS、剩磁Br、矫顽力HC、磁滞损耗[BH]以及磁导率μ等参数。

三、实验仪器及其使用方法

实验使用杭州天煌生产的磁滞回线测试仪和磁滞回线实验仪,还要用到双踪示波器。图9是磁滞回线测试仪的面板图,图10、图11分别是磁滞回线实验仪的电路图和面板接线图。

图9 磁滞回线测试仪面板图

图10 磁滞回线实验仪电路图

图11 磁滞回线实验仪面板接线图

参照磁滞回线实验仪电路图10,将实验仪面板上的插线孔按面板接线图11上的虚线连接起来,将样品退磁后,就可以按照下面的介绍用磁滞回线测试仪进行测量了。

测试仪初始参数(即默认参数):

L 待测样品平均磁路长度 L=60mm S 待测样品横截面积 S=80mm2

N 待测样品励磁绕组匝数 N=50 n 待测样品磁感应强度B的测量绕组匝数 n=150

R1 励磁电流IH取样电阻 R1=0.5~5Ω R2 积分电阻 R2=10kΩ C2 积分电容 C2=10μf

UHC 正比于H的有效电压,供调试用。 电压范围(0~1V) UBC 正比于B的有效电压,供调试用。 电压范围(0~1V)

测试仪按键功能

功能键:用于选取不同的功能,每按一次键,将在数码显示器上显示出相应的功能。

确认键:当选定某一功能后,按一下此键,即可进入此功能的执行程序。 数位键:连续按动此键,使小数点右移至所选定的数据输入位处,在选定某

一位数码管为数据输入位后,其小数点呈闪动状。

数据键:连续按动此键,可在小数点闪动的数码管输入相应的数字。 复位键(RESET):开机后,按复位键后数码管依次巡回显示P…8…P…8…的

信号,表明测试状态已经准备就绪。测试过程中意外出现死机现象时,按此键,可使仪器进入或恢复正常工作。

测试仪器功能键的步序和作用 (1)所测样品的N与L值

按RESET键后,当LED显示P…8…P…8…时,按功能键,显示器将显示:

这里显示的N=50匝,L=60mm为仪器事先的设定值。

(2)所测样品的n与S值 按功能键,将显示:

这里显示的n=150匝,S=80mm为仪器事先的设定值。

(3)电阻R1值和H与B的倍数代号 按功能键,将显示:

这里显示的R1=2.5Ω,H与B值的倍数代号3为仪器事先的设定值。

注:H与B值的是显示值乘上10倍数,例如上面显示,那么H和B显示值都需乘上103。

(4)电阻R2、电容C2值 按功能键,将显示:

这里显示的R2=10KΩ,C2=20μf为仪器事先的设定值。

注:N、L、n、S、R1、R2、C2、H与B的倍数代号等参数可根据不同要求进行改写,并通过SEEP操作存入串行EEROM中,掉电后数据仍可保存。

(5)定标参数显示(仅作调试用) 按功能键,将显示:

按确认键,将显示UHC和UBC电压值。

注:1、无输入信号时,禁止操作此功能键。

2、显示值不能大于1.0000,否则必须减小输入信号。

(6)显示每周期采样的总点数和测试信号的频率。 按功能键,将显示:

按确认键,将显示出每周期采样的总点数n和测试信号的频率f。例如:

(7)数据采样

按功能键,将显示:

2

按确认键后,仪器将按步序(6)所确定的点数对磁滞回线进行自动采样,显示器显示为:

若测试系统正常,稍作片刻(5~10S)后,显示器将显示“GOOD”,表明采样成功,即可进入下一步程序操作。例如:

如果长时间不显示或显示器显示“BAD”,表明系统有误,查明原因并修复后,按“功能”键,程序将返回到数据采样状态,重新进行数据采样;若按“确认”键,进入(6)确定后的状态。

(8)显示磁滞回线采样点H与B的值 连续按两次功能键,将显示: 每按二次确认键,将显示曲线上一点的H与B的值(第一次显示采样点的序号,第二次显示出该点H与B之值),采样总点数参照步序(6),H与B值的顺序进行,否则,说明数据出错或采样信号出错。

若在进行第(7)步序中只按功能键而未按确认键(表明未完成数据采样就进入第(8)步序,此时将显示:“NO,DATA”,表明系统或操作有误)。

(9)显示磁滞回线的矫顽力HC和剩磁Br 按功能键,将显示:

按确认键,将按步序(3)所确定的倍数显示出HC和Br之值。

(10)显示样品的磁滞损耗 按功能键,将显示:

按确认键后,将按步序(3)所确定的单位显示样品磁滞损耗面积。 磁滞损耗的计算公式:

W??HdB 单位为H?B?103焦尔/米3 (单位参照步序(3))。

S

(11)显示H与B的最大值Hm与Bm

按确认键,将按步序(3)所确定的倍数显示出Hm与Bm之值。

(12)显示

按功能键,将显示:H与B的相位差, 按功能键,将显示:

按确认键盘,如显示为:

上例显示表示,H与B的相位差是25.5°,在相位上UH超前UB.

(13)与PC联机测试操作 按功能键,将显示:

按确认键,进入联机状态。

(14)UHC电压校准操作(调试时用) 按功能键,将显示:

(15)UBC电压校准操作(调试时用)

(16)SEEP操作(数据存入EEPROM-93C46) 按功能键,将显示:

方法:在H显示器的最高两位上写入存入码“96” 按确认键,片刻后,回显“85”,说明数据已存入EEPROM中

(17)程序结束 按功能键,将显示:

再按功能键,关闭显示;若按确认键,进入复位状态。

注意事项:

1、如按仪器事先设定值输入N、L、n、S、R1、R2、C2、H与B的倍数代号等参数,则不必按确认键。如要写上述参数,则改写后,务必按确认键,才能将数据输入。

2、按常规操作至步序(12)(显示H与B的相位差)后,磁滞会线采样数据将自动消失,必须重新进行数据采样。

3、测试过程中如显示“COU”字符,表示应继续按动功能键。

四、实验内容


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