Приложение 1. Средства измерений напряженности МП

Приложение 1

П.1.1. Средства измерений.

П.1.1.1. В качестве средств для измерения амплитудного значения напряженности МП применяют измерительную катушку (индукционный датчик-преобразователь), присоединяемую к регистрирующему устройству через интегрирующую RC-цепь, и датчики Холла.

Рис. П.1.1.

Wu - измерительная катушка для измерения напряженности МП;

R - резистор интегрирующей цепи;

C - конденсатор интегрирующей цепи;

ИП - регистрирующее устройство (осциллограф или импульсный вольтметр).

П.1.1.2. Измерительная катушка должна наматываться медным изолированным проводом на цилиндрический каркас из изоляционного материала жесткой конструкции. Диаметр не должен превышать 40 мм, а ширина не должна быть больше радиуса.

П.1.1.2.1. Число витков измерительной катушки выбирают в соответствии с чувствительностью регистрирующего устройства так, чтобы при измерении минимального значения напряженности МП относительная погрешность отсчета определялась погрешностью регистрирующего устройства (величина изображения по вертикали равнялась рабочей части экрана с точностью +5%...-20%, отклонение указателя аналогового импульсного вольтметра находилось во второй половине шкалы, а число разрядов в показаниях цифрового импульсного вольтметра было бы не менее трех).

Рис. П.1.2.

, - квадратные катушки Гельмгольца;

- измерительные катушки для измерения напряженности МП;

А - амперметр переменного тока;

ИП - электронный вольтметр переменного напряжения;

ИТ - источник переменного тока.

П.1.1.2.2. Для уменьшения погрешности измерения, обусловленной помехами, соединение измерительной катушки с интегрирующей цепью и регистрирующим устройством должно быть выполнено экранированным проводом. Отводимые от измерительной катушки провода должны быть свиты вместе, а наружный вывод соединен с экранированной оплеткой.

П.1.1.2.3. Измерительная катушка должна укрепляться на выносной штанге длиной 0,7 м, выполненной из неферромагнитного материала.

П.1.1.2.4. Регистрирующее устройство и измерительная катушка во время измерения МП должны быть разнесены более чем на 1,5 м.

П.1.1.3. Амперметр для измерения переменного тока частотой 50 Гц должен иметь класс точности не менее 0,5 (ИТ-02, АСУ-1м, АСА-1, аттестованные в соответствии с ГОСТ 8.326-78).

П.1.1.4. Источник переменного тока частотой 50 Гц (содержание гармоник не должно быть более 5%) не должен иметь гальванической связи с сетью переменного тока.

П.1.1.5. Электронный вольтметр переменного напряжения класса точности не менее 2,5 должен измерять переменное напряжение произвольной формы от 0,1 В до 1,0 В, спектр частот которого укладывается в диапазон от 0,05 кГц до 100 кГц с входным сопротивлением не менее 1 МОм (например, ВЗ-42).

П.1.1.6. Резистор интегрирующей цепи должен быть непроволочным с погрешностью не более 0,5% (например, УЛИ, БЛП).

П.1.1.6.1. Величина сопротивления резистора должна быть в 5...10 раз меньше входного сопротивления регистрирующего устройства.

П.1.1.7. Погрешность измерения емкости конденсатора интегрирующей цепи должна быть не более 0,5%.

П.1.1.8. Электронный осциллограф должен иметь ждущий режим работы с входным сопротивлением не менее 1 МОм и полосой воспроизводимых частот от постоянного тока до единиц МГц (например, С8-12, С1-69, С1-67).

П.1.1.9. Импульсный вольтметр должен обеспечивать режим измерения одиночных синусоидальных сигналов с частотой 50 Гц и входное сопротивление не менее 1 МОм.

П.1.1.10. Постоянная времени интегрирующей RC-цепи () должна быть в 10 раз больше длительности полупериода колебаний промышленной частоты (50 Гц).

П.1.2. Подготовка к измерениям.

П.1.2.1. Постоянную измерительной катушки (SWu) определяют (рис. П.1.2) по величине напряжения на ней, располагая ее в центре катушек Гельмгольца так, чтобы плоскости их были параллельными.

П.1.3. Проведение измерений.

П.1.3.1. Измерительную катушку помещают в МП и ориентируют в пространстве так, чтобы добиться максимальных показаний регистрирующего устройства.

П.1.3.2. Напряженность МП определяют по величине напряжения на конденсаторе интегрирующей цепи.

П.1.3.3. Пределы регистрирующего устройства должны быть такими, чтобы величина изображения по вертикали на осциллографе равнялась рабочей части экрана с точностью +5%...-30%, отклонения указателя аналогового импульсного вольтметра находились во второй половине шкалы, а число разрядов в показаниях импульсного цифрового вольтметра было бы не менее трех.

П.1.4. Обработка результатов измерений и оценка показателей точности.

П.1.4.1. Значение постоянной измерительной катушки (SWu) в квадратных метрах вычисляют по формуле:

(П.1.1.)

где:

- напряжение на измерительной катушке, В;

f - частота колебаний, Гц;

Нц - напряженность магнитного поля в центре квадратных катушек Гельмгольца, А/м.

П.1.4.2. Значение напряженности МП в центре квадратных катушек Гельмгольца в А/м вычисляют по формуле:

(П.1.2.)

где:

- параметр неточности изготовления катушки;

J - ток в катушках, А;

2a - сторона квадрата, м;

2d - расстояние между секциями, м;

Wu - число витков в одной секции.

П.1.4.3. Амплитудное значение напряженности магнитного поля в амперах на метр (А/м) вычисляют по формуле:

(П.1.3.)

где:

U - амплитудное значение напряженности на конденсаторе интегрирующей цепи, В;

R - сопротивление резистора интегрирующей цепи, Ом;

C - емкость конденсатора интегрирующей цепи, Ф;

SWu - постоянная измерительной катушки, .

П.1.4.4. Результирующую относительную погрешность измерения напряженности МП вычисляют как сумму частных погрешностей. При соблюдении требований настоящей методики погрешность измерения напряженности МП находится в пределах .