Схема включения ТЭМП

Рисунок 4.1 – Схема включения ТЭМП

С концов измерительной обмотки снимается ЭДС Е_S, равная геометрической сумме ЭДС Е ₁ и Е ₂, которые обусловлены магнитными потоками Ф ₁ в воздушном зазоре между образцом О (изделием) и измерительной обмоткой ИО и Ф ₂ внутри изделия О, т.е.

. (4.1)

На рис.4.1 представлена электрическая схема включения ТЭМП. Она содержит генератор Г синусоидальных сигналов, частотомер Ч, амперметр А, образцовое сопротивление R₀, вольтметры В₁, В₂ и В₃, рабочий РП, компенсационный КП и опорный ОП преобразователи, образец О, фазометр Ф. На вторичной (измерительной) обмотке появляется ЭДС E _S, а на вторичной обмотке ОП снимается ЭДС Е ₀, обусловленная магнитным потоком Ф ₀ в ТЭМП без изделия. Намагничивающие (первичные) обмотки РП, КП и ОП включены последовательно-согласно, а измерительные обмотки РП и КП соединены последовательно-встречно.

Амперметром А пользуются для измерения тока I при его частотах f, меньших либо равных 1500 Гц. В случае f > 1500 Гц используется вольтметр В₁, измеряющий падение напряжения на образцовом сопротивлении R ₀, значение тока при этом определяют по формуле

.

РП, КП и ОП являются идентичными преобразователями. Поэтому для измерения ЭДС Е ₀ нет необходимости вынимать из РП образец, потому что вольтметр В₃ все время показывает ЭДС Е ₀. Вольтметром В₂ регистрируют ЭДС Е ₂, а фазометром Ф – фазовый угол j₂ между ЭДС Е ₂ и Е ₀ (значение фазы j₂ ЭДС Е₂ равно фазовому углу параметра K).

Точками на схеме обозначены начала обмоток. Компенсационный преобразователь используется в качестве вариометра, т.е. он может изменять число витков вторичной обмотки КП.

Схема настраивается следующим образом. В отсутствии в РП образца изменяют число витков вторичной обмотки КП до тех пор, пока вольтметр В₂покажет значение ЭДС Е ₂₀, заранее рассчитанное по формуле

, (4.2)

где W _и – число витков измерительной обмотки РП.

Процедура достижения ЭДС Е ₂₀, которая обусловлена магнитным потоком Ф ₂₀, пронизывающим сечение воздушного круга радиуса а, представляет собой компенсацию ЭДС Е ₁, связанную с магнитным потоком Ф, в воздушном зазоре между образцом и измерительной обмоткой РП. По сути, такая компенсация является условным переносом измерительной обмотки РП непосредственно на образец. Достоинство подобной компенсации является то, что при помещении в РП образца вольтметр В₂ будет показывать ЭДС Е ₂, а фазометр Ф – фазовый угол j₂.

На рис. 4.2 представлена векторная диаграмма магнитных потоков, ЭДС и их фаз в ТЭМП. Как видно, фазовый угол j₀ между ЭДС E _S и Е ₀ такой же, как и между потоками Ф _S и Ф ₀, а угол j₂ между Е ₂ и Е ₀ одинаковый с углом j₂ между потоками Ф ₂ и Ф ₀. Объясняется это тем, что появление соответствующих ЭДС связано с поворотом векторов этих ЭДС на 90° (отставание по фазе на 90° ЭДС относительно магнитных потоков в силу дифференцирования этих потоков согласно закону электромагнитной индукции).

Таким образом, в соответствии с векторной диаграммой рис.4.2 можно отметить, что целесообразно при использовании ТЭМП измерять ЭДС Е ₂, Е ₀ и углом j₂ вместо определения магнитных потоков Ф ₂, Ф ₀ и угла j₂, что и осуществляется в схеме рис.4.1.

Рисунок 4.2 – Векторная диаграмма магнитных потоков, ЭДС и их

фазовых углов сдвига в ТЭМП

Далее процедура определения μ _r и σ такая же, как и в предыдущем случае. Используя универсальную функцию преобразования, т.е. φ ₂ =f(х), находят обобщенный параметр х. Затем по 2-й универсальной функции преобразования, т.е. К=f(х), определяют параметр К. После этого на основании (3.13) вычисляют значение μ _r для сплошного цилиндра по формуле

(4.3)

А исходя из (2.16), рассчитывают σ из выражения

(4.4)