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Anordnung zur Messung der Permeabilität von Ringkernen
Die Erfindung
bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der Permeabilität von Ringkerneu, insbesondere
solcher kleiner Abmessungen.
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Um die Permeabilität von Ringkernen, die sogenannte Ringpermeabilität
,ring ZU ermitteln, wird üblicherweise so vorgegangen, daß die Induktivität einer
Spule, die den betreffenden Ringkern als Kern enthält, nach bekannten Methoden,
z. B. mittels einer Wechselstrommeßbrücke, bestimmt wird.
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Dieses Verfahren setzt voraus, daß auf den zu messenden Ringkern eine
definierte Wicklung aufgebracht wird. Das Aufbringen der Wicklung stellt nun einen
verhältnismäßig umständlichen und zeitraubenden Arbeitsgang dar. Zwar gibt es Wickelmaschinen,
die den Wickelvorgang erleichtern und beschleunigen, jedoch versagt diese Möglichkeit
bei Kernen kleiner Abmessungen, z. B. bei Hochfrequenzmassekernen, deren Außendurchmesser
nur IO bis 30 mm beträgt. Auch bei der Reihenprüfung von Ringkernen stellt das jedesmalige
Aufbringen einer besonderen Wicklung eine unerwünschte Belastung des Prüfvorganges
dar. Für die Zwecke der Reihenprüfung hat man deshalb zu zusammenstBeckbaren Windungen
gegriffen. Bei einer solchen Anordnung ist aber infolge der zahlreichen Steckverbindungen
die Gefahr mangelhafter Kontaktgabe vorhanden. Außerdem ist ihre Anwendung auf Ringkerne
beschränkt, deren Innendurchmesser oberhalb einer gewissen Grenze liegt, da die
Steckvorrichtung einen gewissen Mindestraum beansprucht. Um diese Schwierigkeiten
zu beseitigen, wird erfindungsgemäß, der zu prüfende Ringkern
von
einer ihn praktisch vollständig umschließenden Einwindungsspule umgeben, die mit
einer zweiten, vorzugsweise gleichartigen. Einwindungsspule elektrisch verbunden
ist, die ihrerseits einen zweiten Ringkern umschließt, der eine an ein Induktivitätsmeßgerät
angeschlossene Prüfwicklung trägt..
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Die durch eine solche Einwindungsspule erzielbare Induktivität weist
im allgemeinen eine für die praktische Messung zu geringe Größe auf. Gemäß der praktischen
Ausführung des Erfindungsgedankens wird die Induktivität der den zu prüfenden Ringkern
umschließenden Einwindungsspule in einen bequem meßbaren Bereich hinauf transformiert.
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Die beiden Einwindungsspulen werden direkt miteinander verbunden,
so. daß sich das in Fig. I dargestellte Transformationsschema ergibt. Die den zu
prüfenden Ringkern Kx enthaltende Einiwindungsspule E, stellt die induktive Belastung
eines Transformators dar, dessen eine Wicklung durch die Einwindungsspule E2 und
deren andere Wicklung durch die Meßwicklung W gebildet wind, die sich beide auf
dem KernK befinden. Werden 111 und 112 als gleichartige Spulen ausgebildet, so ist
die Anpassung des Belastungskreises an den Transformator äußerst günstig und damit
die durch die Einführung des Kernes Kx in die Spule El hervorgerufene, durch das
Meßgerät G feststellbare Induktivitätsänderung der Meßiwicklung W ein Maximum.
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Die beiden Einwindungsspulen werden zweckmäßigerweise in Form eines
den Ringkern allseitig umschließenden Topfes ausgebildet, der ein die Mitte des
Ringkernes durchsetzendes Mittelstück trägt. An dieses Mittelstück kann alsdann
ein den Topf abschließender Deckel angeschraubt werden, der jedoch von dem Rand
des Topfes durch ein Isolierstück getrennt ist. Vorteilhafterweise wird zur elektrischen
Verbindung der beiden Töpfe ein gemeinsamer, als durchgehende Deckplatte ausgebildeter
Abschlußdeckel benutzt und die Verbindung der Ränder der beiden Töpfe durch ein
möglichst kurzes Verbindungsstück hergestellt. Um einen genauen Abgleich der Meßbrücke
und damit eine genaue Messung der Induktivität und damit der Ringpermeabilität durchführen
zu können, ist es wichtig, den Verlustfaktor aller Spulen gering zu halten. Die
die Ringkerne umschließenden Töpfe sowie die Mittelstücke, Abschlußdeckel und Verbindungsstücke
zwischen den Töpfen werden daher vorteilhafterweise aus elektrisch gut leitendem
Material, z. B. Kupfer, von nicht zu geringem Querschnitt, z. B. von mehreren Quadratmillimetern,
hergestellt und evtl. versilbert. Die Meßwicklung wird auf einen verlust armen Spulenkörper
mit Hochfrequenzlitze aufgebracht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in Fig.
2 dargestellt. Sie zeigt einen Querschnitt durch zwei Einwindungsspulen gemäß der
Erfindung mit dem zu prüfenden Ringkern und der zugehörigen Ringkernspule, an die
die Meßbrücke angeschlossen ist. Es bedeuten Tt und T2 die beiden Töpfe, die mit
je einem Mittelstück íll1 und M2 versehen sind. Die Töpfe und T2 sind durch einen
gemeinsamen Abschlußdeclmel D, der mittels der SchraubenS, und 52 an die Mittelstücke
M1 und M2 angeschraubt werden kann, elektrisch und zugleich mechanisch miteinander
verbunden. Damit kein Kurzschluß der Einwindungsspule eintreten kann, ist der Abschlußdeckel
D von den Rändern der Töpfe Tj und T2 durch eine Isolierpiatte J getrennt. Die Ränder
der beiden Töpfe sind durch das Verbindungsstück B elektrisch miteinander verbunden.
Die durch diese Anordnung erhaltenen Einwindungsspulen umtschließen nun praktisch
vollständig einerseits den zu prüfenden Ringkern Kx, andererseits den Ringkern mit
der Meßwicklung W, deren Windungszahl z. B. 4oWindungen beträgt. An die Meßwicklung
ist die Meßbrücke G oder irgendein anderes Induktivitätsmeßgerät angeschlossen.
Da die Streuung der beschriebeinen Einwindungsspulen äußerst gering ist, ist die
durch die erfindungsgemäße Anordnung erzielte Transformation sehr vollkommen, so
daß eine für die Bestimmung der Ringkernpermeabilität hinreichende Induktivitätsänderung
erreicht wird. So kann z. B. bei Massekernen mit einer Permeabilität im feldfreien
Raum yring o von 40 bis 70 eine relative Änderung X,aring / ,arg o von etwa + I
bis 2 °/o ohne weiteres festgestellt werden. Die erfindungsgemäße Meßanordnung eignet
sich besonders für die Reihenprüfung der Permeabilität von Ringkernen, insbesondere
solcher von kleinen Abmessungen.
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Um die Reihenprüfung durchzuführen, ist es nur erforderlich, den
Deckel oder den Boden des Topfes T1 abnehmbar oder aufklappbar zu gestalten, so
daß die Prüfkerne leicht und schnell ausgewechselt werden können.
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PATENTANSPROCHE: I. Anordnung zum Messen; der Permeabiltät von Ringkernen,
insbesondere kleiner Abmessungen, dadurch gekennzeichnet, daß der zu prüfende Ringkern
von einer ihn praktisch vollständig umschließenden Einwindungsspule umgeben ist,
die mit einer zweiten, vorzugsweise gleichartigen Einwindungsspule elektrisch verbunden
ist, die ihrerseits einen zweiten Ringkern umschließt, der eine an ein Induktivitätsmeßgerät
angeschlossene P rüfwiddung trägt.