DE1843685U

DE1843685U - DEVICE FOR MEASURING THE PERMEABILITY AND / OR HYTERESIS LOOP OF FERROMAGNETIC RING CORES.

Info

Publication number: DE1843685U
Application number: DE1959P0015432
Authority: DE
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1959-08-28
Filing date: 1959-08-28
Publication date: 1961-12-21

Description

Philips Patentverwaltung GmbH., Hamburg 1, Monckebergstr. 7 Vorrichtung zum Messen der Permeabilität und/oder Hystereseschleife von ferromagnetischen Ringkernen. Philips Patentverwaltung GmbH., Hamburg 1, Monckebergstr. 7th Device for measuring the permeability and / or Hysteresis loop of ferromagnetic toroidal cores.

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Permeabilität und/oder Hystereseschleife von ferromagnetischen Ringkernen, insbesondere kleiner Abmessungen, unter Verwendung wenigstens einer, zum Einlegen eines Kernes auftrennbaren, zweiteiligen, ringförmigen Prüfwicklung, deren beide Hälften durch an jedem Wicklungsabschnitt angeordnete Kontakte zusammenfügbar sind. The innovation relates to a device for measuring the permeability and / or hysteresis loop of ferromagnetic toroidal cores, especially smaller ones Dimensions, using at least one separable for inserting a core, two-part, ring-shaped test winding, both halves of which go through at each winding section arranged contacts can be joined together.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist die Prüfwicklung in einer Ebene senkrecht zur Ringkernachse aufgeschnitten und in zwei Hälften geteilt, so daß die Kontakte der durch das Innere des Ringkernes laufenden Wicklungsabschnitte in einer einzigen Ebene und auf einem Kreis liegen, dessen maximaler Durchmesser dem Innendurchmesser des Kernes entspricht. Selbst wenn die Wicklung nur aus wenigen Windungen besteht, liegen hierbei die Kontakte so dicht nebeneinander, daß bei öfterem Trennen und Zusammenfügen der beiden Wicklungshälften die Gefahr von Kurzschluß besteht. Da sich ein Ringkern aber in der Regel mit sehr viel mehr Windungen bewickeln läßt, als Kontakte am Innenumfang nebeneinander angeordnet werden können, bedeutet dies einen erheblichen Nachteil. Gerade bei kleinen Ringkernen ist nämlich zur Erzeugung einer gut meßbaren Induktivität oder Induktionsspannung eine möglichst große .. indungszahl erwünscht. In the known devices of this type, the test winding is in cut open in a plane perpendicular to the toroidal core axis and divided into two halves, so that the contacts of the winding sections running through the interior of the toroidal core lie in a single plane and on a circle, its maximum diameter corresponds to the inner diameter of the core. Even if the winding only consists of a few If there is windings, the contacts are so close to one another that if there are several Separating and joining the two winding halves the risk of short circuits consists. Since a toroid is usually with much more Winding can be arranged as contacts on the inner circumference side by side this means a considerable disadvantage. Especially with small toroidal cores is namely to generate an easily measurable inductance or induction voltage as large a number of indications as possible.

Im Hinblick darauf hat man bereits Meßvorrichtungen geschaffen, die nur mit wenigen bzw. mit nur einer Wiendung (en) versehen sind. Hierbei wird die sehr kleine Induktivität oder Induktionsspannung mittels eines nachgeschalteten Übertragers auf einen bequem meßbaren Wert herauftransformiert. Dieses Verfahren hat aber wiederum den Nachteil, daß die Fehler des nicht-idealen Übertragers mitgemessen werden, was bei Messung der gesamten Hystereseschleife zu erheblichen Meßfehlern führen kann. In view of this, measuring devices have already been created which only have a few or only one extension (s). Here the very small inductance or induction voltage by means of a downstream Transformer stepped up to a conveniently measurable value. This method but again has the disadvantage that the errors of the non-ideal transformer are also measured which leads to considerable measurement errors when measuring the entire hysteresis loop can lead.

Die Neuerung vermeidet diese Nachteile bei einer Vorrichtung eingangs erwähnter Art dadurch, daß die Korntakte der durch das Innere des Ringkernes laufenden Wicklungsabschnitte in mehreren Ebenen senkrecht zur Achsrichtung des Ringkernes verteilt angebracht sind. Durch Verteilung der Innenkontakte auf mehrere, parallele Ebenen ist die Anzahl der am Innenumfang möglichen Kontakte praktisch unbegrenzt. Hierbei kann auch jeder einzelne Korntakt so groß dimensioniert werden, daß er ein sicheres Arbeiten gewährleistet.-Die Unterbringung der Außenkontakte bereitet keine Schwierigkeiten. The innovation avoids these disadvantages in the case of a device at the beginning of the type mentioned in that the grain bars running through the interior of the toroidal core Winding sections in several planes perpendicular to the axial direction of the toroidal core are distributed. By distributing the internal contacts over several parallel ones Levels, the number of contacts possible on the inner circumference is practically unlimited. Here, each individual grain cycle can be dimensioned so large that it has a Safe working guaranteed Trouble.

Zweckmäßig sind die sich in mehreren Ebenen befindlichen Kontakte je Ebene gleichmäßig längs eines Kreises angeordnet. The contacts located on several levels are useful evenly arranged along a circle for each level.

Die Neuerung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The innovation is shown on the basis of one in the drawing shown Embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Meßvorrichtung nach der Erfindung. In Fig. 2a und 2b ist ein Oberteil und in Fig. 3a und 3b ein Unterteil der Vorrichtung nach Fig. 1 im einzelnen dargestellt, und zwar jeweils in Ansicht und Draufsicht und teilweise im Schnitt. Fig. 1 shows the schematic structure of a measuring device according to Invention. In Fig. 2a and 2b is an upper part and in Fig. 3a and 3b is a lower part the device of Fig. 1 shown in detail, each in a view and top view and partly in section.

Fig. 4 ist eine Meßschaltung mit einer Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 4 is a measuring circuit with a device according to the invention.

Fig. 5 zeigt schematisch den Anschluß einer Kompensationsspule an eine Vorrichtung nach der Neuerung. Fig. 5 shows schematically the connection of a compensation coil a device according to the innovation.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist im wesentlichen ein Oberteil 1 (Fig. 2) und ein Unterteil 2 (Fig. 3) auf. The device according to FIG. 1 essentially has an upper part 1 (Fig. 2) and a lower part 2 (Fig. 3).

Das Unterteil 2 besteht aus einer Grundplatte 3, auf der ein Isolierrohr 4 angebracht ist, auf das der zu messende Ringkern 5 aufgesetzt wird. An der Außenfläche des Isolierrohres 4 sind in mehreren Ebenen übereinander verteilt Kontakte 6 angeordnet, die über, durch das Innere des Isolierrohres 4 und damit auch des Ringkernes 5 hindurchgehende Drähte 7, mit Kontakten 8 auf der Grundplatte 3 verbunden sind.The lower part 2 consists of a base plate 3 on which an insulating tube 4 is attached, on which the toroidal core 5 to be measured is placed. On the outside surface of the insulating tube 4 contacts 6 are arranged in several levels, distributed one above the other, which passes through the interior of the insulating tube 4 and thus also of the toroidal core 5 Wires 7, with contacts 8 on the base plate 3 are connected.

Das Oberteil 1 besteht im wesentlichen aus einem topfartigen Gehäuse 9 mit einem Flansch 10. Im Innern des Gehäuses 9 sind ebenfalls in mehreren Ebenen übereinander verteilt Gegenkontakt 11 angebracht, die im Betriebszustand mit den Kontakten 6 des Isolierrohres 4 zusammenwirken. Die Gegenkontukte 11 sind über die Drähte 12, die außen am Gehäuse 9 entlanglaufen, mit im Flansch 10 befindlichen Kontakten 13 verbunden, die im Betriebszustand mit den Kontakten 8 auf der Grundplatte 3 in Eingriff stehen. The upper part 1 consists essentially of a pot-like housing 9 with a flange 10. Inside the housing 9 are also in several levels one above the other distributed mating contact 11 attached, which in the operating state with the Contacts 6 of the insulating tube 4 interact. The countercontacts 11 are on the Wires 12, which run along the outside of the housing 9, with located in the flange 10 Contacts 13 connected, which in the operating state with the contacts 8 on the base plate 3 in Engagement stand.

- Die Drähte 7 und 12 bilden somit Wicklungsabschnitte einer ringförmigen Prüfwicklung für den Ringkern 5. Eine volle Windung schließt sich über einen Gegenkontakt 11, einen Wicklungsabschnitt 12, Kontakte 13 und 8, einen Yfioklungsabschnitt 7 und einen Kontakt 6.-Zum Heranführen der Wicklungsabschnitte 7 bzw. 12 an die Kontakte 6 bzw. 11 sind das Isolierrohr 3 und das Gehäuse 9 mit einer entsprechenden Anzahl von Durchftihrungsöffnungen versehen.- The wires 7 and 12 thus form winding sections of an annular Test winding for the toroidal core 5. A full turn closes via a mating contact 11, a winding section 12, contacts 13 and 8, a winding section 7 and a contact 6. To bring the winding sections 7 and 12 to the contacts 6 and 11 are the insulating tube 3 and the housing 9 with a corresponding number provided by through openings.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 sind auf der Außenfläche des Isolierrohres 4 in vier Ebenen übereinander jeweils sechs, gleichmäßig über den Umfang verteilte Kontakte 6 angeordnet, die in Längsnuten 14 des Isolierrohres 4 liegen. Diese vierundzwanzig Kontakte 6 sind über Wicklungsabschnitte 7 mit ebenso vielen Kontakten 8 auf der Grundplatte 3 verbunden, von denen in der Zeichnung der Übersicht halber nur neun dargestellt sind. In the embodiment of FIGS. 2 and 3 are on the outer surface of the insulating tube 4 in four levels one above the other, six evenly across the circumference distributed contacts 6 arranged in longitudinal grooves 14 of the insulating tube 4 lie. These twenty-four contacts 6 are via winding sections 7 with the same many contacts 8 connected to the base plate 3, of which in the drawing of the For the sake of clarity, only nine are shown.

Die vierundzwanzig mit den Kontakten 6 zusammenwirkenden Gel, endkontakte 11 im Gehäuse 9 des Oberteiles 1 sind vorzugsweise als Federkontakte ausgebildet. Von den mit den Federkontakten 11 über die Wicklungsabschnitte 12 verbundenen Kontakten13 im Flansch 10 sind wiederum nur neun dargestellt. Die Kontakte 13 sind als Messerkontakte ausgebildet, die in die Öffnungen der Schlitzkontakte 8 auf der Grundplatte 3 eingreifen.-Die restlichen Kontakte 8 bzw. 13 können mit den gezeichneten Kontakten in einer Reihe liegen oder in mehreren Parallelreihen nebeneinander angeordnet sein. The twenty-four gel co-operating with the contacts 6, end contacts 11 in the housing 9 of the upper part 1 are preferably designed as spring contacts. Of the contacts 13 connected to the spring contacts 11 via the winding sections 12 in the flange 10 again only nine are shown. The contacts 13 are blade contacts formed, which engage in the openings of the slot contacts 8 on the base plate 3.-Die remaining contacts 8 or 13 can be lined up with the contacts drawn lie or be arranged in several parallel rows next to each other.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung für bis zu 15 mm breite Ringkerne mit einem Innendurchmesser größer als 15 mm und einem Außendurchmesser kleiner als 40 mm hatte die Prtifspule sechsundvierzig Windungen und waren in vier Ebenen je zwölf Kontakte angeordnet, von denen zwei nicht ausgenutzt wurden. In a practical embodiment of a device according to of the invention for up to 15 mm wide Toroidal cores with an inner diameter The test coil was larger than 15 mm and had an outside diameter of less than 40 mm forty-six turns and were arranged in four levels with twelve contacts each, two of which were not exploited.

Die beschriebene Vorrichtung wird im allgemeinen in einer an sich bekannten Hysterese-Meßanordnung (Fig. 4) verwendet. Dabei sind zwei Wicklungen 21 und 22 auf dem Ringkern 5 erforderlich, und zwar eine Primärwicklung 21 zur Erzeugung des dem Strom proportionalen magnetischen Feldes und eine Sekundärwicklung 22 zur Abnahme der dabei induzierten Spannung, die nach Integration mittels eines elektrischen Integrators 23 der mittleren magnetischen Induktion proportional ist. 24 bezeichnet eine Kathodenstrahlröhre, die ihre Vertikal-Ablenkspannung aus dem Integrator 23 erhält und ihre Horizontal-Ablenkspannung von einem Widerstand 25 abnimmt, der in Reihe mit der Primärwicklung 21 an einer Wechselspannungsquelle 26 liegt. The device described is generally in a per se known hysteresis measuring arrangement (Fig. 4) is used. There are two windings 21 and 22 required on the toroidal core 5, namely a primary winding 21 for generation of the magnetic field proportional to the current and a secondary winding 22 for Decrease in the induced voltage after integration by means of an electrical Integrator 23 of the mean magnetic induction is proportional. 24 designated a cathode ray tube, its vertical deflection voltage from the integrator 23 receives and its horizontal deflection voltage decreases from a resistor 25, which in Series with the primary winding 21 is connected to an AC voltage source 26.

Um die magnetische Induktion im Ringkern 5 richtig zu messen, müßte die Sekundärwicklung 22 den Kern 5 so eng umschließen, daß die Wicklungsfläche gleich der Querschnittsfläche des Kernes wird. Dies ist bei der beschriebenen Vorrichtung nach der Erfindung nicht möglich; vielmehr ist hierbei die iindungsfläche je nachdem, zu welcher Kontaktebene die Wicklungsabschnitte 7 und 12 geführt sind, sehr viel größer als der Kernquerschnitt. Dadurch umfaßt die Sekundärwicklung 22 auch einen Teil des von der Primärwicklung 21 herrührenden magnetischen Flusses, der nicht innerhalb des Kernquerschnittes, sondern durch die umgebende Luft geführt wird. Dieser Teil des magnetischen Flusses induziert in der Sekundärwicklung 22 eine konstante Spannung, unabhängig vom zu messenden Kern, die sich zu der vom Kern 5 abhängigen Spannung addiert und die messung stört. Eine nach Fig. 5 angebrachte Kompensationsspule 27, die mit der Sekundärwicklung 22 in Reihe liegt und mit der Primärwicklung 21 nur durch die Luft gekoppelt ist, erzeugt eine Korrekturspannung, die die Störspannung in der Sekundärwicklung 22 zu Null kompensiert. To measure the magnetic induction in the toroidal core 5 correctly, would have to the secondary winding 22 enclose the core 5 so tightly that the winding area is the same becomes the cross-sectional area of the core. This is the case with the device described not possible according to the invention; rather, the area of communication depends on To which contact level the winding sections 7 and 12 are led, a great deal larger than the core cross-section. As a result, the secondary winding 22 also includes one Part of the magnetic flux originating from the primary winding 21 that is not within the core cross-section, but through the surrounding air. This part of the magnetic flux induces a constant in the secondary winding 22 Voltage, regardless of the core to be measured, the to the from Core 5 dependent voltage is added and the measurement interferes. A according to FIG. 5 attached Compensation coil 27, which is in series with the secondary winding 22 and with the Primary winding 21 is only coupled through the air, generates a correction voltage, which compensates for the interference voltage in the secondary winding 22 to zero.

Eine solche Kompensationsspule 27, die in Fig. 3a als am Unterteil 2 fest angebrachte, auf einen unmagnetischen Kern gewickelte Ringkernspule ausgebildet ist, liegt unter der Grundplatte 3 um die Wicklungsabschnitte 7 herum. Such a compensation coil 27, shown in Fig. 3a as on the lower part 2 firmly attached toroidal core coil wound on a non-magnetic core is, lies under the base plate 3 around the winding sections 7.

Das beschriebene Meßverfahren ist unempfindlich gegen relativ große Schwankungen der Kontaktwiderstände, da primärseitig der Strom und sekundärseitig eine EMK hochohmig gemessen wird. The measurement method described is insensitive to relatively large Fluctuations in contact resistance, as the current is on the primary side and the current on the secondary side an EMF is measured with high resistance.

Schutzansprüche :Protection claims:

Claims

Protection claims: 1. Device for measuring the permeability and / or Hysteresis loop of ferromagnetic toroidal cores, especially small dimensions, using at least one two-part separable for inserting a core, annular test winding, the two halves of which go through at each winding section arranged contacts can be joined together, characterized in that the contacts (6 and 11) of the winding section running through the interior of the toroidal core (5) (7) distributed in several planes perpendicular to the axial direction of the toroidal core are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Contacts (6 and 11) located in several levels per level evenly along one Are arranged in a circle.

3. Device according to claims 1 and 2 with an upper and lower part, characterized in that the lower part (2) is a for placing the to be measured Has toroidal core (5) suitable Isoller tube (4), on the outer surface of a Number of layers arranged one above the other and around the insulating tube distributed contacts (6) are attached to each end of the inside of the insulating tube extending winding sections (7) is connected.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the pot-like and on the insulating tube (4) of the lower part (2) attachable upper part (1) in its Inside with arranged one above the other in different levels and around the interior distributed spring contacts (11) is provided, which after joining together of upper and Lower part interact with the contacts (6) of the insulating tube.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that that the insulating tube (4) has longitudinal grooves (14) in which the contacts (6) are attached are.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that that a compensation coil (27) is connected to a test winding (21 or 22) is, which is preferably firmly attached to the lower part (2).