Далее производят расчеты по формулам (3.10) и (3.11). При. боры, предназначенные для измерения Q, называют измерителями добротности или куметрами.

Колебательный контур питается от высокочастотного генератора, создающего колебания известной частоты/. Напряжение на контуре измеряется электронным вольтметром. Момент резонанса (значение емкости С) фиксируется при максимальном значении этого напряжения.

В качестве примера укажем технические характеристики кумет-ров Е9-4 и Е9-5А, выпускаемых промышленностью.

Куметр Е9-4 имеет пределы измерения 5 -600; диапазон частот 50 кГц - 35 МГц; основная погрешность: ±5% для Q = 20-=-60; ±4% для Q = 50-200 и 150-400.

Куметр Е9-5А имеет пределы измерения 5-1200; диапазон частот 15-250 МГц; основная погрешность: ±107о на частотах до 70 МГц; ±12% на частотах до 100 МГц.

К преимуществам куметров перед мостовыми схемами, кроме возможностей измерений при более высоких частотах, относится простота измерений, что позволяет применять их при массовых измерениях в условиях цеха.

Основным недостатком куметра является малая точность, особенно при определении tg6. Обычно погрешность таких измерений составляет более 10%. Благодаря специальным методам измерений удается уменьшить эту погрешность, но тогда теряется одно из главных преимуществ этого метода - простота. Куметры не позволяют также расширить измерения в область низких частот, что объясняется трудностями измерения очень малых индуктивно-стей и активных сопротивлений на этих частотах.

Недостатком данного метода считают и то, что он не позволяет измерять напряженность намагничивающего поля и все измерения возможны только в области слабых полей, причем напряженность поля разная для разных частот.

Резонансный метод применяют на высоких частотах (приблизительно 1-200 МГц).

Осциллографический метод является разновидностью индукционного. Идея осциллографического метода состоит в следующем. На магнитный образец накладывают намагничивающую обмотку w„ и обмотку для измерения индукции Шв. На вертикальные пластины электронного осциллографа (с электростатическим управлением) подают напряжение, пропорциональное намагничивающему току, например с резистора, включенного в цепь последовательно. При этом мгновенное значение напряжения на вертикальных пластинах пропорционально мгновенному значению намагничивающего поля.

На горизонтальные пластины подают напряжение с конденсатора С, включенного последовательно с обмоткой Шв и активным сопротивлением г. При соблюдении условий г>Хс напряжение на горизонтальных пластинах

u=-ydt=-\-y- - = Б„ .(3.17)

т. е. его мгновенное значение пропордионально мгновенному значению индукции в образце.

В результате сложения отклонений по горизонтали и вертикали электронный луч описывает кривую, изображающую в некоторых масштабах (они могут быть подсчитаны) динамическую петлю гистерезиса.

Осциллографический метод обладает исключительной наглядностью и может быть использован в широком частотном диапазоне. Однако большим недостатком метода является его малая точность. Погрешности измерений Н и В для этого метода порядка 7-10%. Точность может быть повышена путем применения специальных электронных схем с повышенной стабильностью и малыми частотными искажениями.

Перейдем к характеристике основных методов измерения потерь на перемагничивание.

Ваттметровый метод основан на измерении ваттметром полной мощности, затрачиваемой в цепи катушки с магнитным образцом. Потери на перемагничивание в образце подсчитывают как разность между показаниями ваттметра и потерями в измерительных приборах и намагничивающей обмотке.

В качестве намагничивающего устройства в этом методе наиболее часто применяют прибор Эпштейна, представляющий собой квадратную раму из четырех пустотелых катушек с обмотками. Внутрь катушек помещают пакеты, набранные из полос испытуемого материала. Листы пакетов замыкаются между собой, образуя замкнутую магнитную цепь.

Ваттметровый метод в СССР и в других странах стандартизован для испытания электротехнических сталей (см. § 3.4).

Потери на перемагничивание измеряют при соответствующих частоте и индукции. Частоту определяют частотомером, о значении индукции судят косвенно, по показаниям вольтметра, с помощью» которого измеряют действующее значение напряжения на обмотках прибора Эпштейна. Если прибор работает в режиме заданного напряжения, то можно считать, что

UE = 4KfwSB„,,,, (3.18>

где Е - э. д. с, уравновешивающая приложенное напряжение; Кф - коэффициент формы кривой, равный для синусоиды 1,11; / - частота; W - число витков обмотки; S - сечение образца; Втах - максимальное значение магнитной индукции.

Задаваясь значением индукции, по формуле (3.18) можно подсчитать то напряжение, которое необходимо подвести к обмотке, чтобы обеспечить выбранные условия испытания.

Ваттметровый метод позволяет измерять потери только на низких частотах, не выше нижней части звукового диапазона (до нескольких тысяч герц), что объясняется в основном трудностью создания точных высокочастотных ваттметров.

Калориметрический метод основан на измерении теплоты, выделяемой перемагничиваемым образцом. Основное преимущество метода перед ваттметровым состоит в возможности измерений в сложных режимах намагничивания и в щироком частотном диапазоне - от инфранизких частот до СВЧ.

Теплоту, выделяемую образцом, можно измерить абсолютным или дифференциальным методом.

Абсолютным методом измеряют температуру жидкости, заполняющей калориметр с образцом. Для этой цели применяют термометры с пределами измерения порядка 18-20°С с ценой деления С,01°С.

Пределы измеряемых таким методом мощностей составляют от нескольких единиц до нескольких десятков ватт. Относительная погрешность измерения потерь в образце равна приблизительно 1%.

Дифференциальный метод, обладающий большей чувствительностью, чем абсолютный, реализуют с помощью установки, которая состоит из двух идентичных калориметров: в один помещают испытуемый магнитный образец, а в другой - заменитель образца из диэлектрика с малыми потерями. На образце имеется намагничивающая обмотка, а на заменителе образца - обмотка из провода с большим удельным сопротивлением, по которой пропускают плавно регулируемый постоянный ток известного значения. В каждый калориметр помещают батарею термопар, которые включают навстречу друг другу. Наличие или отсутствие тока в этой цепи контролируется гальванометром. В случае отсутствия тока потери в-образце можно вычислить по формуле

Р=Рг, (3.19)

где Р - мощность постоянного электрического тока, выделяемая в калориметре с заменителем образца.

Дифференциальный метод позволяет снизить предел измерения потерь до единиц милливатт с погрешностью порядка 2,5% в широком диапазоне частот (до 1 МГц).

Для измерения индукции на кольцевой образец кроме намагничивающей наматывают измерительную обмотку, подключаемую к вольтметру (обычно электронному). Погрешность измерения индукции зависит в основном от точности вольтметра и составляет приблизительно 7-8%, а при использовании специальных компенсационных вольтметров может быть снижена до 2-3%.

Таковы основные методы измерения напряженности магнитного поля, магнитной индукции и потерь на перемагничивание.

Перспективными являются также методы, основанные на использовании квантовых, оптоэлектронных и сверхпроводящих явлений.

Сделаем предварительные замечания относительно формы образцов, применяемых при испытываниях, и некоторых особенностях определения напряженности поля в них. Подробнее эти вопросы