SU1302226A1 - Method of measuring magnetic characteristics of materials - Google Patents

Method of measuring magnetic characteristics of materials Download PDF

Info

Publication number
SU1302226A1
SU1302226A1 SU853853686A SU3853686A SU1302226A1 SU 1302226 A1 SU1302226 A1 SU 1302226A1 SU 853853686 A SU853853686 A SU 853853686A SU 3853686 A SU3853686 A SU 3853686A SU 1302226 A1 SU1302226 A1 SU 1302226A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
capacitors
sample
inductance
capacitance
capacitor
Prior art date
Application number
SU853853686A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Алексеевич Михайленко
Лидия Николаевна Иващенко
Original Assignee
Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии filed Critical Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии
Priority to SU853853686A priority Critical patent/SU1302226A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1302226A1 publication Critical patent/SU1302226A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области злектроизмерений и может быть использовано рри измерении комплексной магнитной проницаемости материалов в злектро- и радиотехнике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений . Дл  достижени  поставленной цели образец материала поочередно помещают в электрическое поле конденсаторов поперечных плеч обеих Т-цепей и определ ют приращени  емкостей от- счетных конденсаторов. Затем образец помещают в магнитное поле индуктивности поперечного плеча второй Т-це- пи и определ ют приращение емкости отсчетных конденсаторов. Устройство дл  реализации предложенного способа содержит резистор 1 и конденсатор 2 с (Л loo о |Ю ISD ю Р5The invention relates to the field of electrical measurements and can be used to measure the complex magnetic permeability of materials in electrical and radio engineering. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. To achieve this goal, a sample of the material is alternately placed in the electric field of the capacitors of the transverse arms of both T-circuits and the increments of the capacitors of the counting capacitors are determined. Then the sample is placed in the magnetic field of inductance of the transverse arm of the second T-chain and the increment of the capacitance of the reading capacitors is determined. A device for implementing the proposed method contains a resistor 1 and a capacitor 2 s (L loo o | S ISD o P5

Description

13022261302226

продольного плеча первой Т-цепи, отсчетньй конденсатор 3, конденсатор 4 подключени  образца, катушку 5 индуктивности первой Т-цепи, устройство 6 подключени  образца, сопротивление 7 активных потерь в конденсаторах , конденсаторы 8 и 10 продольного плеча второй Т-цепи, генераторthe longitudinal arm of the first T-circuit, the reading capacitor 3, the sample connecting capacitor 4, the inductance coil 5 of the first T-circuit, the sample connecting device 6, capacitors active loss resistance 7, capacitors 8 and 10 of the longitudinal shoulder of the second T circuit, generator

1one

Изобретение относитс  к области Электроизмерений и может быть использовано при измерении комплексной магнитной проницаемости материалов в электро- и радиотехнике.The invention relates to the field of electrical measurements and can be used to measure the complex magnetic permeability of materials in electrical and radio engineering.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

На чертеже представлена схема устройства , реализующего способ.The drawing shows a diagram of the device that implements the method.

Устройство содержат резистор 1 со значением R продольного плеча первой Т-цепи, конденсатор 2 продольного плеча первой Т-цепи с величиной емкости С,,, соединенный одним концом с резистором 1, отсчетный конденсатор 3 переменной емкости величиной С, ; конденса гор 4 подключени  образца с величиной емкости С„ц, катушку 5 индуктивности первой Т-цепи величинойThe device contains a resistor 1 with the value R of the longitudinal arm of the first T-circuit, the capacitor 2 of the longitudinal arm of the first T-circuit with capacitance C ,, connected at one end to the resistor 1, the reference capacitor 3 of variable capacitance C,; mountain condensation 4 sample connections with the capacitance Cn, the coil 5 of the inductance of the first T-circuit value

вat

преобразователь 6 - устройствоconverter 6 - device

подключени  образца к катушке 5 индуктивности с величиной индуктивности и последовательно соединенное сconnect the sample to the coil 5 inductance with the value of inductance and connected in series with

ОоOoh

катушкой 5 индуктивности,сопротивление 7 активных потерь в конденсаторах 3 и 4, преобразователе 6 и катушке 5 индуктивности величиной g. Двухполюсники (конденсаторы 3 и 4, индуктивность 5, сопротивление 7 активных ло- терь) соединены между собой параллельно , при этом один конец их соединени  подключен к месту соединени  резистора 1 и конденсатора 2, а вто- рбй - на корпус, т.е. заземлен. Кроме того, устройство содержит конденсатор 8 продольного плеча второй Т- цепи величиной С, , соединенный одним концом с конденсатором 2 и с потенциальным выводом генератора 9, конденсатор 10 величиной С продольного плеча второй Т-цепи, соединенный с вторым концом резистора 1 и с потен9 , индикатор 11, отсчетный конденсатор 12 и катушку 14 индуктивности второй Т-цепи, конденсатор 13 подключени  образца, устройство 15 подключени  образца к катушке 14 индуктивности , сопротивление 16 активных потерь в эпемета х 12,13,14 и 15 схемы . 1 ил.the inductor 5, the resistance 7 active losses in the capacitors 3 and 4, the Converter 6 and the inductor 5 value of g. Bipolar circuits (capacitors 3 and 4, inductance 5, resistance 7 of active loops) are interconnected in parallel, with one end of their connection connected to the junction of resistor 1 and capacitor 2, and the second one to the case, i.e. grounded In addition, the device contains a capacitor 8 of the longitudinal arm of the second T-circuit of size C, connected at one end to the capacitor 2 and to the potential output of the generator 9, a capacitor 10 of C of the longitudinal shoulder of the second T-circuit connected to the second end of the resistor 1 and potential9 , indicator 11, readout capacitor 12 and inductance coil 14 of the second T-circuit, sample connection capacitor 13, sample connection device 15 to inductor coil 14, active loss resistance 16 in epemat x 12,13,14 and 15 circuits. 1 il.

циальной клеммой индикатора 11 баланса-вольтметра (низкопотенциальные выводы генератора 9 и индикатора 11 заземлены ) , отсчетный конденсатор 12The social terminal of the balance-voltmeter indicator 11 (the low-potential outputs of the generator 9 and the indicator 11 are grounded), the reading capacitor 12

5 переменной емкости величиной Сд второй Т-цепи, конденсатор 13 подключени  образца с величиной емкости Спд,, ;катушку 14 индуктивности второй Т-цепи величиной Lg, преобразователь 15 -5 variable capacitance Cd of the second T circuit, capacitor 13 for connecting the sample with capacitance Spd ,,; coil 14 of the inductance of the second T circuit of Lg, converter 15 -

0 (устройство подключени  образца к ка- |тушке 14 индуктивности величиной Ь.,, последовательно соединенньй с катушкой 14 индуктивности, сопротивление 16 активных потерь в двухполюсниках:0 (device connecting the sample to the coil | inductance 14 with the value b. In series with the coil 14 inductance, the resistance 16 active losses in two-pole:

5 конденсаторах 12 и 13, катушке 14 индуктивности и преобразователе 15 величиной gq. Двухполюсники соедине- , ны между собой параллельно и образуют поперечное плечо второй Т-цепи,5 capacitors 12 and 13, inductance coil 14 and converter 15 with gq. Bipolar networks are connected to each other in parallel and form the transverse arm of the second T-chain,

0 причем один конец их соединени  подключен к месту соединени  конденсаторов 8 и 10, а второй заземлен.0 and one end of their connection is connected to the junction of capacitors 8 and 10, and the other is grounded.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

5five

00

5five

В двойном Т-образном мосте при начальном балансе достигаетс  минимальна  проводимость на рабочей частоте ts между генератором 9 и индикатором 11 посредством изменени  величин элементов поперечных плеч обеих Т-цепей, т.е. конденсатора 3 и катушки 5 индуктивности; конденсатора 12 и катуш- ки 14 индуктивности, соответствующих уравнени м баланса моста:In the double T-bridge, with the initial balance, minimum conductivity at the operating frequency ts between the generator 9 and indicator 11 is achieved by changing the values of the elements of the transverse arms of both T-chains, i.e. capacitor 3 and inductance coil 5; the capacitor 12 and the coil 14 inductance, corresponding to the balance equations of the bridge:

Co LCo l

- С,- С,. С,, ,-н g,)  - C, - C ,. With ,, ,, gn)

4040

l-Csga .l-csga.

(1)(one)

c, (1 .o 2|o c , сc, (1 .o 2 | o c, s

(2)(2)

где R - величина активной проводимости резистора 1, Cg- реактивна  проводимость ре- зистора 1, котора  всегда имеет место и пренебрегаема  в известном способе. При внесении образца материала в электрическое поле конденсатора Спа происходит изменение его проводимости , так как диэлектрическа  проницаемость е и потери tgS образца вызывают изменение пол  этого конденсатора , т.е. его емкости C,q и проводимости gxa, что приводит к разбалансу моста. Баланс моста восстанавливаетс  изменением величины емкости отсчет- ных конденсаторов 3 и 12 на лСдд и ДС соответственно. Тогда значени  СХР и gKq«3 уравнений (1) и (2) можно выразить:where R is the value of the active conductivity of the resistor 1, Cg is the reactive conductivity of the resistor 1, which is always the case and is neglected in the known method. When a sample of the material is introduced into the electric field of the capacitor Spa, a change in its conductivity occurs, since the dielectric constant e and the loss tgS of the sample cause a change in the field of this capacitor, i.e. its capacitance C, q and conductivity gxa, which leads to the imbalance of the bridge. The balance of the bridge is restored by varying the capacitance of the counting capacitors 3 and 12 per lCD and DC, respectively. Then the values СХР and gKq "3 of equations (1) and (2) can be expressed:

XQXq

QQ

--8хс,Сд„- A-gxo-,(3)  --8хс, Сд „- A-gxo -, (3)

5five

..L iIT- ЬСд- ..L iIT- bcd

Ss 1 .u 9|Ss 1 .u 9 |

о Sabout s

а --т-. a - t-

При последующем внесении образца материала в электрическое поле конденсатора Cqft этого же образца он вы- зьшает изменение его емкости Су и проводимости , что приводит к разбалансу моста, а при достижении баланса моста изменением емкости от- счетных конденсаторов 3 и 12 на величину ЛСвд и йСць соответственно - баланс восстанавливаетс . Тогда значени  и из уравнений (1) и (2) можно выразить:When the sample material is subsequently introduced into the electric field of the capacitor Cqft of the same sample, it causes a change in its capacitance Sy and conductivity, which leads to imbalance of the bridge, and when the balance of the bridge is reached by changing the capacitance of the counting capacitors 3 and 12 - the balance is restored. Then the values of and from equations (1) and (2) can be expressed:

1 one

gi(1gi (1

. С, с2. С, с2

йСys

BQBq

ВAT

во Jin j

5i5i

где А Cg/g, В .where a Cg / g, b.

Реша  уравнени  (3)-(6) относительно А и В, получаем выражени , поз- .вол ющие определить значени  св занных посто нных значений элементов мис та с учетом реактивного сопротивлени  R резистора 1 продольного плеча на рабочей частоте с учетом реактивного сопротивлени  устройства его подключени  :Solving Eqs. (3) - (6) with respect to A and B, we obtain expressions that allow us to determine the values of the associated constant values of the elements of the missus, taking into account the reactance R of the longitudinal arm resistor 1 at the operating frequency, taking into account the reactance of its device connect:

, йСд -ЬСдьyscd

Ce.bC,j,-(uC;,-uCea) Ce.bC, j, - (uC;, - uCea)

, 2 ь С,„ В 1 . .(7), 2 С, „В 1. . (7)

,-(ьСд,-ь.Свь)2, - (ÑСд, -ь.Свь) 2

При последующем помещении образца материала с магнитной проницаемостью « и потер ми tgujij в магнитное поле индуктивности L преобразовател  15 происходит изменение активной и реактивной проводимости индуктивности моста Ьд - 14 на величину соответственно и b,q. Это приводит к разбалансу моста, который восстанавливаетс  изменением емкости отсчет- ных конденсаторов 3 и 12 соответственно на величину лСд, . Тогда g j,g и bxa по этим приращени м и из уравнений (1) и (2) и с учетом выражений (7) можно выразить:Upon subsequent placement of a sample of material with magnetic permeability “and loss of tgujij in the magnetic field of inductance L of transducer 15, the active and reactive conductivity of bridge inductance Bd-14 changes by b and q, respectively. This leads to imbalance of the bridge, which is restored by changing the capacitance of the reading capacitors 3 and 12, respectively, by the value of lds,. Then g j, g and bxa can be expressed by these increments and from equations (1) and (2) and taking into account expressions (7):

g«.в,,.g ".v ,,.

°ха° ha

Т+u A w(bC...- Ag,a).T + u A w (bC ...- Ag, a).

3535

4040

4545

5050

При последующем помещении этого же образца материала в магнитное поле индуктивности Log преобразовател  6 происходит изменение активной и реактивной проводимости катушки 5 индуктивности моста L на величину соответственно g,g и . Это приводит к разбалансу моста, который восстанавливаетс  изменением емкости от- счетных конденсаторов 3 и 12 соответственно на величину ЛСвь и лСд. Тогда из равенств (1) и (2) и с уче- .том выражений (7) и полученных значений приращени  емкости конденсаторов можно определить Ь и и( ); (10)Subsequent placement of the same material sample into the magnetic field of inductance Log Converter 6 causes a change in the active and reactive conductivity of coil 5 of the inductance of the bridge L by the value of g, g and. This leads to imbalance of the bridge, which is restored by changing the capacitance of the counting capacitors 3 and 12, respectively, by the value of LSv and LSD. Then, from equations (1) and (2) and taking account of expressions (7) and the obtained values of the capacitance increments of the capacitors, it is possible to determine b and (); (ten)

1 В1 V

SXB R BQSXB R BQ

(11)(eleven)

С учетом трансформирующих свойств линий, примен емых в качестве катушек 5 и 14 индуктивностей, (L и Ъд), составл ющие проводимости образцзTaking into account the transforming properties of the lines used as coils 5 and 14 of inductance, (L and b), constituting components of the specimen

51302226 6 51302226 6

(8), (9) и (10), (11) определ ютс  втором случа х помещени  образца ма- через полученные приращени  емкости териала в магнитное поле индуктивнос- отсчетных конденсаторов в первом и тей соответственно(8), (9) and (10), (11) are determined by the second cases of placing the sample through the resulting increments of the capacitance of the material in a magnetic field of inductive-reading capacitors in the first and second respectively

g g lI«. .g g lI ". .

gna gxa .Ц„ gna gxa .Ц „

(12) i.(12) i.

Y -ctgft - xa.Ie. aLiliStsAlal00 o в + h Y -ctgft - xa.Ie. aLiliStsAlal00 o v + h

&XOI t & XOI t

(13)(13)

(14) (14)

exe хбexe hb

Y . cts В - i.. fb)Y. cts B - i .. fb)

06 PC t-B „5 .. K206 PC t-B „5 .. K2

6x6 (15)6x6 (15)

где /Jo Ywhere / jo y

.1.one

oaoa

и fband fb

f ( - рабоча  длина волн 06 волнова  проводимость линий соответственно катушек 14 и 5 индук- тивности;  f (is the working wavelength 06 wave conduction of the lines of induction coils 14 and 5, respectively;

- длина этих линий. Приравнива  попарно (12), (14) и (13), (15) получаем два уравнени , при решении Которых относительно Ход и YO получаем выражени  дл  их опре- челени  через приращени  емкости отсчетных конденсаторов- the length of these lines. Equating in pairs (12), (14) and (13), (15) we obtain two equations, when Solving for Relative and Stroke and YO, we obtain expressions for their determination through the increments of the capacitance of the reading capacitors

mt - S4mn mt - S4mn

OdOd

. Y qm - np ° am -. Y qm - np ° am -

qm - npqm - np

где m -Siu--i-(i+ctg peEa)i nwhere m is Siu - i- (i + ctg peEa) i n

-xa « :-xa ":

i- (uctg|3 e);i- (uctg | 3 e);

gg

xe xexe xe

ib-b:. V« --i :Vtf-.ib-b: V "--i: Vtf-.

Sxa «Sxa "

bb

ixB- °M5ixB- ° M5

(1+ctg /,j) -, s ctg PO r« . . (1 + ctg /, j) -, s ctg PO r “. .

Подставл  , полученные значени  дл  Yjpg и YOU соответственно в равенстваThe substitute values obtained for Yjpg and YOU are respectively equal to

i-f( n а jJCLD n I .i-f (n and jJCLD n I.

(12)-(15), определ ют значени  сос- та.вл ющих проводимости образца, по которым из формул рассчитыв;ают магнитные характеристики материала(12) - (15), determine the values of the compounding constants of the sample, from which the formulas are calculated from the formulas;

5050

«"

Ь + gB + g

илиor

Xsft. «.2.в. Xsft. “.2.v.

паna

fWfW

р той tgSn . Sit,p that tgSn. Sit

паOftt,paOftt,

g r-b b;55g r-b b; 55

(17)(17)

(12) i.(12) i.

tsAltsAl

ы) , 25 s), 25

ЗО ZO

3535

4040

-.-.

M5M5

5050

5555

Таким образом, произвед  измерени  образца материала в первом и втором плече моста, представл етс  возможным определение волновой проводимости катушек 5 и 14 индуктивности (Ьд и L) на рабочей частоте с учетом переходных сопротивлений устройств их подклю чени  к мосту и преобразовател  к линии . Этим повышаетс  на 10-20% точность измерени  магнитных характеристик материалов, так как параметры линии определ ютс  экспериментально в процессе измерени , т.е. в реальных услови х.Thus, by measuring the sample of the material in the first and second arms of the bridge, it is possible to determine the wave conductivity of coils 5 and 14 of inductance (B and L) at the operating frequency taking into account the transient resistances of devices connecting them to the bridge and converter to the line. This increases by 10-20% the accuracy of measuring the magnetic characteristics of materials, since the line parameters are determined experimentally during the measurement, i.e. in real terms.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ измерени  магнитных характеристик материалов с. помощью двойного Т-образного моста, заключак цийс  в том, что аттестуют мост, помещают образец материала в магнитное поле индуктивности поперечного плеча первой Т-цепи и определ ют приращени  емкостей отсчетных конденсаторов поперечных плеч обеих Т-цепей, вычисл ют магнитные характеристики материала, использу  приращение емкости отличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности измерений, поочередно помещают образец материала в электрическое поле конденсаторов поперечных плеч обеих Т-цепей, определ ют приращени  емкостей отсчетных конденсаторов, затем образец материала помещают в магнитное поле индуктивности поперечного плеча второй Т-цепн и определ ют приращени  емкости отсчетных конденсаторов.Method of measuring magnetic properties of materials c. using a double T-bridge, concluding that they certify the bridge, place a sample of the material in the magnetic inductance field of the transverse arm of the first T-circuit and determine the increments of the capacitances of the reading capacitors of the transverse arms of both T-circuits, calculate the magnetic characteristics of the material using increment of capacitance characterized in that, in order to improve measurement accuracy, a sample of the material is alternately placed in the electric field of the capacitors of the transverse arms of both T-circuits, the increments of the capacitances are determined capacitors, then a sample of the material is placed in the magnetic field inductance of the transverse arm of the second T-chain and the increments of the capacitance of the reading capacitors are determined.
SU853853686A 1985-02-07 1985-02-07 Method of measuring magnetic characteristics of materials SU1302226A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853853686A SU1302226A1 (en) 1985-02-07 1985-02-07 Method of measuring magnetic characteristics of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853853686A SU1302226A1 (en) 1985-02-07 1985-02-07 Method of measuring magnetic characteristics of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1302226A1 true SU1302226A1 (en) 1987-04-07

Family

ID=21162143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853853686A SU1302226A1 (en) 1985-02-07 1985-02-07 Method of measuring magnetic characteristics of materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1302226A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Черноусова Н.Н. Современные методы и образцовые средства измерений электромагнитных параметров стандартных образцов ферритов и магнитоди- электриков. Сер. Образцовые и высокоточные методы измерений - М.: ВНИИКИ, 1978, с.16. удс д. Двойной Т-образный мост ОЛЯ измерени проводимости на. частотах 3-300 МГц. Сб. Точные злектричес- лие приборы.-М.: Иностранна литература, 1957, с.55. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1302226A1 (en) Method of measuring magnetic characteristics of materials
Awan et al. A new four terminal-pair bridge for traceable impedance measurements at frequencies up to 1 MHz
Akbari et al. A continuous parameter high frequency model based on travelling waves for transformer diagnostic purposes
CN202281833U (en) Capacitance type high-voltage current transformer medium loss angle tangent value on-line monitor
JP2729903B2 (en) Displacement measuring device
RU2115131C1 (en) Device determining loss tangent of dielectric
RU1791856C (en) Device for active resistance measurement
JPS609730Y2 (en) Capacitance measuring device
Aoki et al. Calibration method for four-terminal-pair capacitance standards: Progress report
SU918863A1 (en) Bridge for measuring complex conductivity components
JP2653823B2 (en) Reactor loss measurement circuit
SU960637A1 (en) Device for measuring complex conductance components
SU622025A1 (en) Three-component alternating electric field sensor
SU536437A1 (en) Converter parameters of non-resonant passive three-element two-terminal
SU917102A1 (en) Bridge for measuring complex conductance components
SU495617A1 (en) Converter parameters of passive non-resonant two-terminal
SU907448A1 (en) Measuring converter
SU1495734A1 (en) Device for measuring variable electric field
SU842591A1 (en) Bridge for measuring complex conductivity components at high frequencies
SU883826A1 (en) Device for magnetic noise measuring
SU780098A1 (en) Device for measuring temperature excess of ac electric machine under load
SU1406542A1 (en) Magnetic modulator
SU467279A1 (en) Measurement method of complex resistance module
SU1691778A1 (en) Method of determining active insulation resistance and mains capacity with respect to ground of three-phase mains with isolated neutral
SU1008679A1 (en) Device for measuring material complex magnetic permeability components