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【国家标准(GB)】 通信用电感器和变压器磁芯测量方法

本网站 发布时间: 2024-07-13 04:26:23
  • GB/T9632-1988
  • 已作废

基本信息

  • 标准号:

    GB/T 9632-1988

  • 标准名称:

    通信用电感器和变压器磁芯测量方法

  • 标准类别:

    国家标准(GB)

  • 标准状态:

    已作废
  • 发布日期:

    1988-06-30
  • 实施日期:

    1989-02-01
  • 作废日期:

    2002-12-01
  • 出版语种:

    简体中文
  • 下载格式:

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  • 下载大小:

    2.00 MB

标准分类号

  • 标准ICS号:

    电气工程>>电工设备元件>>29.100.10磁性元件
  • 中标分类号:

    电子元器件与信息技术>>电子元件>>L17电感器、变压器

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出版信息

  • 页数:

    56页
  • 标准价格:

    28.0 元

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GB/T 9632-1988 通信用电感器和变压器磁芯测量方法 GB/T9632-1988

标准内容标准内容

部分标准内容:

中华人民共和国国家标准
通信用电感器和变压器磁芯测量方法Mcasuring metheds of cores for inductors andtransformers far telecommunicationsGB 9632—88
IEC 367-1
本标准等同采用国际标准IEC 367-1&通信用电感器和变压器磁芯第一部分:测量方法第一篇总
1范围
本标准适用于主要出磁性氧化物或金属粉末制成的磁芯。这些磁芯用于通信设备和采用类似技术的电子仪器的电感器和变压器中木标难叙述的某些方法,也适用丁其他元件用磁芯。2目的
对磁芯规范中磁芯电磁特性的测量方法的起草工作给予指导。本标准只限于各种可能的测试方法应遵循的一般原则,列出在决定该规范中包括的测量方法的种类时需要考虑的各种因素。按照测试方法的用途,本标准分或以下三篇:第一篇:总则。包括一般的规定和通带用于与第二,第三篇测试方法相配合的方法,第二箱:通用测量方法。包括用于对电感器和变压器磁芯测量的重要部分的方法,第三篇:专门测量方法。包括以获得教据为自的,仅在专门场合应用于技术规范的方法。注;本标准的所有公式均采用 SI 单位,当使用倍数或约激时,必须引入恰当的 10 的基。t——时间;
8-—祖度,
自感量:
磁性常数+其,=0. 4元×10 \H/mF相对磁导率,
\:一起始磁导率,
-有效磁导率,μ—L.C /μN\
Pev可逆磁导率
N—测试线圖压数
微芯因数
A,—有效横截面积+
—角频率,w—2元f(f为满试额率),1)在对磁导率作限制性解事时(例如起始磁导率止),除非另有说明,则均指相对磁导率。3环境条件
3.1总则
中华人民共和国电子工业部1987-11-09批准1989-02-01实施
GB9632-88
通常,至少应提前24h,按照第6章将磁芯磁正常状态化,然后再进行测量在整个过程中,磁芯必须受到保护,使其不受机械的冲击和振动以及磁性干扰的影响。避免温度变化可能产生测试绕组的缩骤现象。3.2环境温度
除另有规定外,整个测试过程应遵循GB2424电工电子产品基本环境试验规程\+在标准大气试验条件范围内某-温度下进行。但在整个测试周期中,温度不能变化到以致明显影响测量结果的程度。某些情况下,需使用控温室。
装上试验线圈及夹紧装置的磁芯,应在这样的环境里放置一段足够的时间使之达到热平衡。应标明测试期的温度。
证:本条的意恩是,测量可以在 15论至 35亡范围内的任何温度进行,但是若超过规定的范摄,则允许重新测量可优先考虑在25士1℃或其他仲裁试验标准温度中的某一个温度进行:20±1℃,23士1℃或27±1℃,4有关磁导率测量方法的一般注意事项4. 1有关的获数
芯的有效磁导率依赖于多种因素,其中有磁性经历、时间、温度、场强,机压力,测试电的類率、磁芯的几何形状以皮测试线圈的几何形状和位置。本标准规定的各种方法,是一次挑选其中一个因素,如时间或者漏度,并且要法意,测量时应准确地消除所有其他因素的影响。例如,一个夹紧装置,应随时间和温度保持压力恒定-使测量结果不受压力变化的影响。4.2与实际应用的关系
测试条件应这样求选择,使得测试结果适合手于用来预计磁芯在实际环境中的性能,这并不意味看所有的条件都必须与实际茶件一致。4.3多于一个零件的磁芯的装配
装有测试线留的磁芯,在测量过程中应自始至终用一个夹紧装置。这个夹紧装置应能使一-压力均匀地分布在接触表面上,不在磁芯中引起弯曲应力;一磁芯零件问的相对位置固定:一刚合上时施约10%的瞬时过压,以打破清洁表面之间细小的不规则;一施加规定的夹紧力,土5%;
一一在整个测试过程中,来紧力变化不超过1次,注:当规定的夹紧力选择在磁导率-压力曲线的平直部分所对应的力时,变化在土1%内是合适的,在非平直部分对夹紧力偏差的要求更严。
上述芯的装配,应接以下规程进行:应检查接触表面的损伤和清清度。损伤的磁芯不应使用。必要时,接触表面要用非磨损方法来清洁处理,例如在干洗皮单上缓慢摩摄。用清洁,干燥的压缩空气吹去尘粒,决不能用裸露的手指接触表面。将磁芯零件装上测试线圈,用适当的方法,例如用泡势圈,将线圈与磁芯的相对位置固定。磁芯对中心后,再放到夹紧装置中去。然后加上按有关规范规定的夹紧力。已夹紧的磁芯,必须在规定的环境条件(参见第3条)之下保持足够的时间,使得由于夹紧所引起的有效磁导率随时间的任何变化可以忽略不计。5低磁通密度下损耗测量的一般注意事项5.1各种原因引起的损耗
低磁通密度下(即在瑞利区),用-一个线圈或者其他耦合器件在磁芯上测出的损耗是由许多原因引起的,有的米自磁芯本身,有的来自耦合器件,还有的来自耦合器件和测仪器之间的连接。采用线圈组来测量.就可以区分以下各种损耗,GB9632-88
磁芯损耗,线圈自流损耗,由集肤效应和临近效应产生的损耗,线圈中的介电损耗,连接导线报耗以及任何其他元件(如谐振电容)损耗。应尽量通过校正或选择条件使其余的损耗可忽略不计,从而将磁芯损耗从测得的总损耗中分离出来,线圈直流损耗和其他有关元件损耗可以分别测量:而其余的各种损耗可以计算或由实验确定。对无气隙或气源很小的铁体磁芯(例如环形和未特意开气隙的罐形磁芯),确定其磁芯摄耗并不困难,因为在线圈设计适当的情说下,磁芯损耗明显地高于其他各种损耗。对有气隙的磁芯损耗的测量,因为它难以单独得到磁芯损耗的足够精确的结果,此时可按以下两种方法进行。
1)在并气隙之前测量其损耗四数,计算有气隙磁芯的损耗。注:当无气磁芯和有气酸磁芯存在几何形状或尺寸的差别时,不能用尤气腺磁芯(例如同-材料的环状样品)来测虽损耗因数,因为磁芯涡流损耗强烈依赖于磁芯的几问形状和尺寸,2)不必分开磁芯和线圈的损耗,但是应该把磁芯测量线圈的组合损耗同另外的磁志作类似测量所得到的结巢进行比较;此时应该采用结构相同并且直流电阅相等的线圈。最好的方案起从同一来源获得这些测量线圈,并且经常把同…-磁芯上不同线圆的测量结果进行比较。此外,测结果应附有线圈的直流电阻值。当比较不同的线圖所得的结果时,应根据线困的电阻差对测量加以校正。
5.2安装bzxZ.net
应避免磁芯的杂散场与外部物体之间的耦合。测量线圈或其他耦合器件与测试仪器间的连接应尽量短,而且应直接连接并将其固定,以使样品移动不会引起附加的误差。当装有测量线图的磁芯不止出一个零件组成时,一般按第4.3条规定夹紧,但受力不必象在电感测量巾要求的那样严格。
磁芯中测基线圈的定位问题将在第7.2条中叙述。6磁正常状态化
使磁芯在测试前有一·个充分确定的和可重复的磁状态。6.2方法的原理
有两个主要方法。
1)电的方法,样品受到帼度足够大且逐渐减小到零的交变磁场的作用。2)加热方法,样品加热到高于居里点。6.3电方法的程序
场强的起始蜂慎应远离计磁芯磁化曲线的膝点,在减小幅度时,对于每个完整的周期.在磁芯中应有次磁通方向的翻转。
有两种可能:
1)一个下降的交流电流通过样品上的测试线图.电流的下降可以是:线性下降,例用电位器,连续降低幅度应不少于50个周期。,
b,指数下降,例如用电容器放电,在这种场合,两个同向相邻电流值比不能低于0.78。在磁正常状态化过程中,线圈不应因电流引起明显的发热。这些方法的详细内容在附录A和B中给出。2)将样品通过电磁铁极间的交流场。这个方法的详细内容在附录 C 中给出。6.4加热方法的程序
磁芯应以规定的温度变化速率加热,在超过居里点大约25℃的温度下,保温约40min,应以规定的速度冷却,详细情况见附录D。
-7电感测量
7.1目的
GB 9632—88
对电感器和变压器绕组的电感量的测试作一般性介绍,而未涉及测量方法的细节,因为测试方法与所用的电气测量设备有关。
应区分两个测试日的:
1)测量磁芯电感参数的绝对值。2)测量在一定条件下电感参数的依赖关系。7.2'耦含方式
通常应使用测试线圈,但原则上任何同轴线,谐搬腔或其他合适的装置,只要它提供磁性材料与电磁信号之间必要的相互作用均可采用。对于用线圈来测量环形样品,测量线圈的线匝应这样分布:使杂散屯容和杂散场一者均低到能满足精确测量的程度。
对于装配在线圈周国的磁芯的测量,测试线圈的形状要与磁芯正常应用时线圈的形状一致,并对测出的电感量变化的影响应可忽略。除非另有规定,用线圈丹架或灌封的方法或两者并用的方法制成的测试线圈应与它所包围的磁芯芯柱同轴放置。将线圈上固定线函始端的那一面轻轻压入,以便与磁芯在芯柱的·-端按以下方式相接触:
对于对称的磁芯,线圈组件可与任-磁芯的端面接触。一对于除气除之外是对称的磁芯,线圈组件应与气隙小的那一半作端面接触。线困的一个面应有标志,以便确定它的方向,为了得到最大的测量重复性,在整个测最过程中,线图应保持其确定的位置,
线圈结构和位置的全部细节由有关规范给出。附录E给出了电感测量线圈的设计指南。7.3绝对测量
·考虑了测量方法的其他部分的重复性以后,只要精度仍符合规定的偏差,任何适当的测试设备均可采用。
测量电流的频萃应该足够的低,以避免测试线圈的电容对测试结果的影响。频率加倍不应有明显的影响。对相应于起始磁导率的电感测量束说,磁通密度应很低,即低到这样的水平,将磁通密度加倍引起测录值的变化仍是可忽略的。如果需要,其结果可以由低磁通密度的测量值线性外推来校正。测量电流的频率和有效峰值磁通密度应予以规定。注:芯中有效峰值通密度 B.按式(1)计算:式中:U-
如在线圈上的正弦电压有效值。(1)
7.4相对测量
只要能在相应的测量范围测定出电感量的相对变化△L/L,并具有所要求的精度,则测量仪器的绝对精度就无关紧要。除此之外,相对测量的细节和绝对测量是样的。在磁芯的任何部分,蜂值磁通密度的实际上限为0.25mT。且每次测量时,施加该峰值磁通密度的时间不得超过1min。用改变频率的方法时,应保证频啦足够低,使之对应于材料的磁导率-频率特性的平直部分,还应保证避免由于测最线圈中的涡流对电流分布产生明显的影响。应标明测量频率(近似)和磁通密度。·8减落
8.1目的
GB 9632—88
第二篇通用测量方法
测定磁芯的磁导率随时间的变化,注:①复数磁导率的两个分量都表现出减落,但本标准仅考忠了实嫩部分。②减落和减落因数、都可用于描述随时间的变化,见第8.6条,8.2方法的原理
将磁芯磁正常状态化,在其后的两个指定时间上,测出电感量或者其他对应于起始磁导率的量。减落因数(或减落)可由测量值之差来计算。注:减落通常随磁通密度的增加而减小,因此一般要求给出在低磁通密度情况下的减落值。8.3样品
应采用正常生产的磁芯来测量。当整个磁芯由多于一个零件组成,例如罐形磁芯,而且用一个轴向线关测量减落时,磁路中唯一的气隙最好就是两个接触面间的剩余气隙。然而,对于在磁路中气隙各不相同的磁芯系列,允许用具有最小有效气隙的磁芯进行测量。
注,)在某些场合,如具有中心孔的罐形磁芯,磁芯军件可当作磁环绕线,在确认它的结果等同于用轴向线圈测得的结果或两者有梯定的关系后,而且沿坏形避通方向的起始磁导率与轴向磁通方向的起始磁导率没有明显的差别时,可以用这种方法来测蛋减落。这种方法应极其慎重的使用。 当一个开措继形磁芯绕制环形绕组时,外睡对慈路的贡献可以忽略,②对某些材料,在紧接烧结后的一段时间里,减落变化较大,在这种情况下,产品规范可以规定在隧芯做成后一段特延时间内不进行验收试验的减幕测量而且应说明这段时间从什么时刻算起。8. 4 计时器
计时误差不得超过1%。在用磁正常状态化装置启动计时器的场合,这个数字应包括启动技术和计时器两者的误差。
注:原则上,对于电的方法,参考时间应是场强从饱和值开始下降的瞬间,对自动避正带状态化系统,如电容器放电和功率放大器法,整个磁正常状态化过程很短,以致落到筛一次测量时间的误烂范围内。8.5测试序
1)磁芯按照第4.3条与测试线圈装配在一起。2)磁芯应按照第6章中的一种方法进行避正常状态化。所果用的方法,必须与磁正常状态化装置的主要性能一起子以说明。在所有情况下,仪器都要清楚地和可重复地指出磁正带状态化的这段时间,因为这将形成时间的测量起点,并且它强察地影响减落测量的精度。3)根据7.4条,读取两个读数:
在电的方法中,在磁正常状态化后的10min 读第次,100min 读第二次。在加热方法中,在测量参考时间 t。之后 24h 读第次,48h 读第二次,参考时间定义为冷却到高于量温度10℃时的避间
别的时间也可以用,但是对电的方法,最好基整个测量过程不多于24h。两欢测童的测试程序环境条件是相同的。
8.6计算
t和t之间的减落 D,尽以两次读数之差与第一饮读数之比来计算的。在电感测量情况下,计算公式为:
减落因数Dr可按式(3)计算:
GB 9632—88
DrN(L,-L)
C,L,\log10
式中,L1——磁正常状态化后,分钟测试的白感量;L
一磁正常状态化后分钟测试的自感量。(3)
注,已经发现,减落近似正比于时间的对数,基于这一原因.减落因数通常用作表示对时间变化的理由。在近似值范国内,带空气隙磁芯的减落,可由材料的减落因数推导出来,=Dplog
由于生产过程所限,由相同材料制成的不同凡何形状的磁芯性能也可能有差别。9磁导率随温度的变化
9.1且的
测定磁芯的磁导率(或电感因数AL)随温度的变化。(1)
注:①复数磁导率两个部分都表现出随温度的变化。但本标准只考虑实数部分。②当磁芯的磁导率和温度同时记录时,就可以在一个很宽的范国内得到一些测量点。磁导率随温度变化仅仪在一个无穷小摄度范国内,可用一个单一数字来绝对精确地表示。应用于一定温度范的温度系数或温魔因数的概念仍然是需要的。“-个可以计算的具有足够精度的实际值,可以适当地选择测试条件和温度范固来获得,这个范图就是温度系数或温度因数的应用范围。9.2方法的源理
方法要求的精度与方法的简紫和持续的时间有关,由此,可分为三种不同的测量原理。方法A:将装上测试线圈的磁芯以很低的温度变化速率经过一个温度循环,至少经过两次稳定循环后,连续记录温度和电感量。方法B:将装上测试线圈的磁芯以中等变化速率经过个温度循环,至少经过两次稳定循环后,循环在确定的温度中止。每次中断时间,温度在足够长的时间内保持恒定,以使磁芯在测量前达到热平衡。方法C:将装上测试线圈的磁芯以中等变化速率经过一个温魔循环,至少经过两次稳定循环后,循环在指定的温度中止。每次中断期间,温度保持恒定,在磁芯达到热平衡后,将磁芯进行磁正常状态化,在一个指定时间之后进行测试。注:因为减落随温度变化,方法C给出的结果与用方法A或方法B所得结果可能有明显的差别。但是,因为方法C比较快,若其测得的结果与方法 A 和B有可靠的关系,则是可以利用的。:9.3样品
应采用正常生产的磁芯来测量。当整个磁芯由一个以上的零件组成时,如罐形磁芯,并且照方法℃用一个轴向线圈测量温度变化率时,磁路中的唯一的气隙最好就是接触面间的剩余气。注:在某些场合,如具有中心孔的疆形磁芯,磁芯零件可绕制成一个环形绕组。当确认其测量结果等同于用轴向线圈测量的结果或两者有确定的关系后,可用这种方法测量温度变化率。这种方法应极其慎重地使用。当一个开罐形磁芯绕制环形绕组时,外壁对磁路的贡献可以忽略。9.4温度循环装量
1)方法A
必须用一个控温箱,箱内温度对时间的变化是线性的,可保持以0.2℃/min变化。2)方法B和C
用于此试验的控温箱,必须在放置元件的任何区域均能保持规定的温度,其偏差为士1,温度随时间的变化不得超过0.3'℃。
GB 9632—88
控温箱的温度应这样挖制,使磁芯不致受到任何超过土0.3C的温度被动和过冲。3)温度计
温度测量(或感温)装置应有这样的灵敏度和精确度,它可以:检验漏度是否恒温在土0.3℃范围内;测量被测温度范留内的总温差,其精度应为:土1%或士0.3℃(取其大者),9.5计时器(仅用于方法C)
计时误差不得超过1%。在用磁正常状态化装置启动计时器的场合下,这个数字应包括启动技术和计时器两者的误差。
注:原则上,参考时间应当是场强从炮和值开始下降的瞬间。对自动避正常状态化系统,如电容器放电和功率放大器法,整个磁正常状态化过程是很短的,以致落到测量时间的误差范用内。9.6测量程序
1)磁芯按照4.3条与测试线圈装配在一-起。夹紧力偏差应不大士1%,其中包括因温度改变引起的任何力的变化,2)燃芯应该经受式次稳定循环和一欣测试循环,通常两软稳定循环就足够广,它们与下迷测试循环的温度范围和规定的温度变化速率是完全相间的,但专用于测量循环的恒温时间可以省略方法A:把装配好的磁芯放入控温箱中,经稳定裙环后,把磁芯升温到指定的最高测试溢度,再到指定的最低测试温度,最后画到开始循环的温度,温斑变化速率应近似0.2(?min,并在整个循环中不变。在测试循环中,应同时记录瘟度和电感量,时间间隔不得超过1min,开始测试的时间也应记录。方法B:把装配好的磁芯放人控温箱中,经稳定循环后待磁芯在指定的最低(最高)测试温度达到温度平衡后,保持30min,然后进行一次测量温度以最人速率1℃/min效变到下一个较商(较低>的指定测试温度或参考温度(参考值),并接上述规定保持恒定,此后,进行另一次测量:再以最大速率1)min,把温度升(降)到下\个更高(更低)的指定测试温度,并按规定保持恒定,此后,义进行次测理,这一过程继续进行,直至达到最高(最低)规定测试溢度,将按规定保持恒定,燃后,进行最后一次测垫。注:在相应元件的详细规范中,需规定此方法如何进行,即升温还是降温。方法C:装配好的磁芯放人控温箱中,以-个足够低的、不致在材料中产生过高温度梯度的速率(通常1℃/min视为合适)、使磁芯降至指定的最低测试温度。在这个温度保持一个足够的对问.使磁心零件与箱内气氛达到热平衡。然后按照6. 3条中第1项,用个通过测量线圈的逐渐减小的交变电流将磁芯进行磁正常状态化,在磁正常状态化后的1们min测出测试线圈的电感鼠。面后温度以上述指定速率,升到个较高的指定测量温度,在该温度下再进行保温、磁正常状态化和电感圾的测试。·这个过程一直进行到规定的最高测试溢度。注:见9.2 条方法 的注。
3)根据7.4条读出电感量读数。除温度外,测量过程和环境条件在整个测试循环中应相同,9.7计算
每次测量的温度系数α是用测量值和参考值之差除以参考值和对应的温差来计算的。在电感测量情况下。按式(5)计算:
I—LeE
a,(--)
式中:Lml——在参考温度6(优先用25C)时测量线图的自感量;l.——在温度6时测量线圈的自感量。对于方法 A,各个值出记录曲线读出。(5)
柱,①)温度系数通常是用来计算给定的温度范围内磁芯磁导率变化的极限。只有在考患的温度范围法邀芯的磁导率·-温度关系曲线为线性时,才能用温度系数描还磁芯的特性。必颈注意到,由于这个特性的非线性,不同温度范围的温度系数可能不同。逆--步详,学选择--个按小的温度范时,与直线的偏离也不总是避小的。GB 963288
附录F中给出了表示温度系数及非线性关系的一些方法。对于只有不同气敏的磁芯系列(如罐形芯)温度系数可以由下逆磁芯的温度因数来计算,在该磁芯中唯,一的磁路气隙就是接触面问的剩余气腺。所需关系式为:deA
-1-(4(8-8m)
或中:一-在参考温度 时带气酸磁芯的有效磁导率;在 6:到 8的范围内,对该磁芯测量结果,据下式计算的无气腺磁芯的温度因数;aN
Im—Lri
LLmrt&--f)
在此温度范围内,当带气隙磁芯的磁导率在整个温度范围内的总变化足够小时,公式近似成立,也可写作:35-
式中:A--
一有气磁芯的电感因数,
③一·个电感器的温度系数可以完全不同于其磁芯的温度系数;这是因为夹紧装置和铜线统组对这种变化产生了不同的影响。
10 电感量调节范围
10.1目的
为具有独立调节装的磁芯提供电感量调节范围的测试方法。10. 2 术语
以下的定义适用于本方法:
1)调节装置,在其完成装配后,通过改变磁芯阻来调节电感器或调谐变压器电感量的装置。2)(调节装置的)固定部分:调节装置的一部分,用粘合这类方法将其机械地阎定在磁芯上。3)调节器:调节装置的一部分,它可以相对磁芯的气隙取不同位置。4)调节范围:当调节器分别处于最人和最小位置时,电感器的电感量之差,用无调节器的电感器的电感量的百分数表示。
5)调节范围的上(下)限:调节器处于最大(最小)位貿与去掉调节器时电感器电感量之差,用后者电感量的百分数表示:
式中:——下限(电感量为m品):b—-上限(电感量为Zm),
L一无调节器时的电感量。
.*-(10)
6)最大(最小)谢1器位置:由于机械条件或其他条件而限定的位臀,它对应于调节范围的上(下)。
7)螺纹型调节装置
调节器螺纹旋进惑旋于固定部分(螺帽或螺栓)之调节装置。10.3测量原理
测最无谢节器磁芯的电感量,然后将调节器从最小位置以小的步进调到最人位置,逐点测量电感量,将其电感量的对变化对应于调节器的调节位暨作图。10.4样品
溯量时应采州与相吃磁芯配合的正常生产的调节器。10.5测量程序
GB 9632—88
1若固定部分未被生产广安装于磁芯上,应接生产厂的说明书安装好。2)按第 4.3条在磁芯上装配测量线圈。3)将调节器装人磁芯,在整个调节范图中往返移动两次,然后取下调节器。注,整个调节范围内的过多地来回移动可能损害其稳定性,所以应避免。1)按第7.4条测量电感量
5)将调节器装入磁芯并置下最小位置,接7.4条量其电感量。6)调节器连续移动:个小距离,每次测量其电感慎直到达到最大位置。为测定调节特性的不规则性,调节距离应当足够小(见10.6条),对螺随型调节器而言可调节 1/4圈。10. 6 计算
将相对于无调节器时所测得的电感值的变化对应调节器的机械位置(位移)作出前线,对于螺纹调节器移动量以圈数来表示,对推进型调节器,用毫米给出,如图1所示:移去调节器
最小位置
若需要,应注明曲线斜率的最大值和最小值。11损耗
11. 1低磁通密度下的损耗
11. 1. 1 且的
对有气隙磁芯和无气隙磁芯的损耗测量作一-般性说明,并且建立校正损耗测量仪器的参考方法。17.1.2样品
应采用正常生产的磁芯来测量。对于磁路中有气隙的磁芯,例如电感器用键形磁芯,其损耗可以在研磨,隙之前测录(见第11. 4条)。
. 11.1. 3耦合方法
通常应使用测量线圈。但原则上任何同轴线,谐振腔或其他合适的装置,只要它可提供磁性材料与电磁信号之间必要的相互作用均可采用。测量线圈灵敏地受湿度的影响,故应存放在干燥的环境里,最好在仲裁试验的大气条件下进行测量(见第3.2条)。
线围或其他装置的结构的全部细节,将在有关规范中给出,该结构基于以下的考堪:白)当有可能时,用在多于一个零件组成的磁芯上的线圈应设计成使磁芯一线圈组合系统的最佳频GB 9632—88
率(此时Q值最大)远低于测量频率,使得线圈摄耗可以忽略不计,若上面的情况不可能的话,应采用多股线少匝数和(或)分段绕成的线圈,使附加统组损耗和线圜绝缘层中的介电损耗尽可能低,因此测量的结果仪仅只需校正线圈的直流电阻损耗。当线圈损耗的修正可能导致精确度下降到不允许的程度时,应采用标准线圈,并测定磁芯和线图的组合损耗(见第5.1条)。对于高磁芯的测量,例如有气隙磁芯,在同类磁芯上进行测量时标准线圈应可互换。
b)在环形磁芯上绕制的线应是均勾分布的,最好采用绝缘实心的铜导线,并且完全覆盖在环上。注,因为多股线在缠绕环形磁芯时有断裂的危险,所以推荐实心铜线。但在高频测量时,应采用多股线。C)在所有的情况下,磁芯上线圈的固有电容最好小于谐振电容的2%,以避免过大的介电损耗及电感測量值的修正(需要测量电感时)。11.1.4剩余损耗和涡流损耗的测量任何适当的测量装置都可使用,只要精确度同规定的损耗误差不相矛后。测量装置还应允许磁芯中的磁通密度能调整到规定数值,在测量时,磁通密度一定要规定,当磁通密度不明确时.其数值应等于或者低于用同一磁芯按第7章测电感量时所规定的数值。测境频率应符合有关规范的规定。线圈的损耗或调谐电容上的损耗或者这两方面的损耗,可能需要修正,下面推荐线圈损耗的修正方法。
测量有磁芯的线圈的串联电阻和电感,然后减去线圈的有关电阻,有效电阻就是被测量线圈的直流电阻加上测量赖率下算出的线圈附加损耗所等效的电阻(见11.1.3a条)。最后,如果需要,将结果变换为并联电阻、品质因数或其他能表示磁芯的损耗的量。在研磨磁芯气隙之前测量损耗因数时(见第5.1条方法1),有气隙的磁芯摄耗可以按式(11)计算:(tan).
Itandi
一有效磁导率为产。的有气隙磁芯的损耗角正切;式中;(tang),-
-开气隙之前,在磁芯中(或对间·批或同一系列磁芯中)测试的损耗因数。:(11)
11.1.5磁滞损耗的测量
只要能以所要求的精度测定出磁芯报耗随幅度的变化,任何合适的测量装置都可使用。磁滞损耗是由两个峰值电压下测量的损耗而推导得来的,峰值电压在有关的规范中规定(测试线圈的巨数也应规定)并选择得使磁芯中的有效峰值磁通密度不超过5mT。必要时,带磁芯的测试线圈的电感应在较低的那个电压下进行测量。
测试频率应符合有关规范的规定。磁滞摄耗正比于被测损耗之差与外加峰值电压之差的比,从而可计算出磁滞损耗。通常不需要对线圈损耗加以修正。
例如:
1)对于已知有效磁导率的磁芯,串联测量:tano.=
式中,an%—由于磁滞损耗引起的损耗角正切:U—较高的外加峰值测量电压,
·中联电阻测量值之差;
U→一外加峰值测最电压之差:
Ls—较低的那--外加测量电压下,磁芯线圈的串联电感。2)对于材料和有不同气隙的磁芯,并联测量:(12)
式中,B——材料滞常数;
AGp——并联电导测量值的差:
—外如的峰值测量电压的差。
注:① 其余符号的解释,参看第 2 章。GB 9632—88
rerNyo
(13)
(②)假如阳为不依赖于和 B的材料常数,此时必导致已知儿的磁芯的 tan品 正比于 ,因为 lan%-*B
11.1.6参考方法
对于具有高品质因数的有气隙磁芯的摄耗溅量以及具有中等品质因数的无气或环形磁芯的损耗测量,应借助丁一种参考方法来标定。推荐两种参考方法:阻尼振荡法(见附录 G)与传输法(见附录 H)。11.2高磁通密度下的损耗(磁芯总损耗)11-2.1目的
规定高磁通密度下-·周波的磁芯总损耗的测量方法。11.2.2测量原理
以下一种方法中,根据使用要求有-种以上的方法可以适用。1)倍乘电压表法
只要蜂值因数在议表的限度范围以内,般都可以采用这种方法。无抗电阻与磁芯上的线圈串联,将无抗电阻两端的电压和线圈两端的电压分别接到倍乘电压表的两个通道,该电压表指出两个电压瞬时值乘积的平均值,这个平均值正比于磁芯的总损耗。2)电桥法
这种方法只限丁用正弦电压或正弦电流。用电桥电路测量磁芯线圜的等效并联电阻,便于控制磁芯中规定的磁通案度所需的功率。3)示被器法
这种方法可用丁交流的或脉冲的电流和电乐以及用丁脉冲宽度与章复时间比值很小的豚冲可能存在的高峰值因数,对于高功率和高电压更为合适。无抗电阻与磁芯上的线圈串联,将无抗电阻两端的电压及线圈上的电压对整个时间积分,分别馈送到示波被器的水平偏转板与垂直偏转板上,确定显示的回线面积,就可以得到磁芯的总损耗。11.2.3样品
应采用正常生产的磁芯来测量,并应构成阅合磁路。11-2.4测量线图
1)线菌的匝数应依测量条件,使用仪器以及测量精度而定。测量线圈的电阻和固有电容应尽量低,以使误差可以怒略。
如果在高频测最,导线用绝缘多服线,对于环形绝组线圈应沿圆固分布。2)对丁倍乘电压表法和示波器法,若采用的单绕组不符合精度要求,应采用电流绕组和电压绕组分开的双绕阻线圈。
电压绕组的电阻应远小于仪器的阻抗,而且应尽量紧贴磁芯绕。固有电容应尽量低,以使误差可以忽略。电流绕组要完全覆盖电压绕组。注:若线图绕在磁芯锐利的棱角上,应注意保证导线绝缘层不破被损:菩用多股线,线束应不破报。11.2.5测量仪器
凡适用的仪器都可使用。附录给出几个电踏实例。测量战满足以下要求,1)带磁芯的线關接入电路时,信号发生器应能供给规定的电压和电流,波形要在规定的容限以内。GB9632—88
著若指定用正弦波,谐被总含量应小于1%+著指定用方脉冲应满足16杀的有关要求2)电路元件之间的所有连线应尽量短,倍乘电压表与电路两个通道的连线应等长,而且应该用间!类型的连线,接到示波器的电缆应该是低电容型的(例如空气绝缘电缆)。3)与测量线圈串联的电阻,其阻值误差不应超过士0.5%。对于非正弦电流,这个电阻应该是无抗的,在款4规定的率范围内,电阻上的电流与电压之间的相位角不应超过0.002甄度。对于正弦电流,按上面规定,这个电阻也应该是无抗的,若用有抗元件,应在测量频率下,用可变电容加以补偿。这种电容可以用来补偿倍乘电压表通道之间的任何相移。注,(I) 制作无抗电阻的说明,在附录了 的 J4 条中给出、②对有抗电阻的补偿,一般只对单一频率有效。4)电压表和示波器的频率范围应包括外加电压中幅度占基波幅度1%或以上的全部谐波频率。这个频率范围应在有关规范中规定。倍乘电压表通道之间的任何相位误差在要求的整个频率范围不得超过0.003弧度。两个通道的输入阻抗应足够高,以使其对电路的影响可以忽略。5)按IEC标准Pub51\直读式电测仪表及其附件的推荐标准\,平均值读数电压表和有效值读数电压表应该是1级或更高级的电压表,倍乘电压表各通道的固有误差不得超过满刻度读数的1%,例如这种要求在用倍乘电压表代替单个电压表测定线圈上平均电压时适用。当倍乘电压表用于乘积方式,且已知电压表常数时,它应能指示出两通道测量的两个电压瞬时值乘积的时间平均值,误差不超过满刻度读数的2%。注:①应注意倍乘电压表的峰值因数极限。②假如组合线图的品质因数Q大于10,指示的平均乘积误差增大。6)对于示波器应准备校准条件,使显示电压的精度高于满偏转的3%,应设法保证面积测量误差不超过5%。
7)应准备控温环境,能保证磁芯在规定温度下测量。11.2.6测量过程
1)被测磁芯与测量线圈按5.2条装配。2)若规定广温度,磁芯应置于11.2.5条中规定的控温环境里。测量应尽快地进行,以保证线图与磁芯的自身发热可以忽略。
3)组合线圈接到电路上,信号发生器在指定频率下调出指定电压或电流波形,对信号源电压进行调节,测量线圈上每半周的平均电压值由式(14)给出:U.-2f -N.A-A8
..44+.d4
武中:f—
测量频率
N-—测量线圈或电压绕组线医的匝数;AB——测量时规定的磁通密度的变化量。对于峰值为B以对称形试交变的磁通密度:AB-2B:
A-一按规范要求的磁芯有效截面积 A。或最小截面积 Am的标称值。计算Amin所用的全部尺于应取自零件图上标注的尺寸公差限度之间的平均值。注,(i)若用示被器法而不带平均值读数电压表,线圈两端最大积分电压为:(udz=NA·AB..
.+*(15)
②) 对于脉冲测量,可以采用 16 草中的--种电路,其中的 个电路图示于附录 M,适当时附如一后无电压表,4)对于蓓乘电压表法,电压表开按接到倍乘档,读出杀值对于电桥法,进行最后平衡之后,记下电桥的读数,与接人组合磁芯之前的语数相比较,读出组合线圈图上的有效电压值。
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