Назначение
Установка для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-3 (далее по тексту - установка), предназначена для измерения магнитных характеристик образцов электротехнической стали и магнитомягких сплавов массой от 100 г до 1 кг при частоте перемагничивания 50 Гц в соответствии с ГОСТ 12119.4-98, ГОСТ 12119.5-98, МИ 1918-88 индукционным методом.
Область применения: испытания и контроль качества электротехнических сталей и магнитомягких сплавов на предприятиях и организациях металлургической и электротехнической промышленности.
Описание
Принцип действия установки заключается в измерении переменного тока намагничивающей обмотки аппарата Эпштейна с образцом (далее - АЭ) или образца кольцевой формы (далее - ОКФ) и ЭДС, индуктированной в измерительной обмотке АЭ или ОКФ. Измерение переменного тока намагничивания осуществляется измерением падения напряжения на мере сопротивления, включенной в намагничивающую цепь или измерением ЭДС вторичной обмотки катушки взаимной индуктивности, включенной в намагничивающую цепь своей первичной обмоткой. Установка измеряет мгновенные значения напряжения пропорциональные мгновенным значениям тока намагничивающей обмотки АЭ или ОКФ и мгновенные значения ЭДС индуктированной в измерительной обмотке АЭ или ОКФ. По результатам измерений мгновенных значений производится расчёт среднего, средневыпрямленного и среднеквадратического значений напряжения переменного тока, амплитудного значения тока, активной электрической мощности и магнитных характеристик образца.
Установка обеспечивает измерение амплитуды магнитной индукции и напряженности магнитного поля в соответствии с ГОСТ 12119.5-98, измерение удельных магнитных потерь в соответствии с ГОСТ 12119.4-98, определение динамической кривой намагничивания, амплитудной магнитной проницаемости, удельных магнитных потерь, динамической петли гистерезиса, динамической коэрцитивной силы, динамической остаточной магнитной индукции, и коэффициента прямоугольности в соответствии с МИ 1918-88.
В состав установки входит блок коммутации и измерения БКИ, источник намагничивающего тока MNA-3000, согласующее устройство СУ, мера магнитного потока КВ-7, три меры сопротивления, управляющая ЭВМ с установленными в системный блок платами генератора сигналов произвольной формы В-230 (далее -генератор В-230) и платой цифрового ввода-вывода PCI-1751 (далее - плата PCI-1751), АЭ, устройство для испытания кольцевых образцов ТОР и комплект соединительных кабелей.
При проведении измерений первичный преобразователь магнитных свойств (АЭ, ТОР) подключается к БКИ. ‘
Функционально БКИ состоит из двухканального аналого-цифрового преобразователя (далее - АЦП), цепей регулировки уровня сигнала поступающего на вход источника намагничивающего тока, цепей коммутации. БКИ предназначен для измерения мгновенных значений напряжения пропорциональных току намагничивающей обмотки и мгновенные значения ЭДС индуктированной в измерительной обмотке, включения в цепь намагничивания заданных мер сопротивления или мер взаимной индуктивности.
Передача команд управления АЦП и результатов измерения (массивы мгновенных значения напряжения пропорциональные току намагничивающей обмотки и мгновенные значения ЭДС индуктированной в измерительной обмотке) между управляющей ЭВМ и БКИ осуществляется через интерфейс USB, передача команд управления цепями коммутации и регулировки осуществляется через интерфейс SCSI.
Программное обеспечение управляющей ЭВМ обеспечивает ввод исходных данных, выбор режимов измерения, управление процессом измерения, расчет магнитных характеристик образцов по результатам измерений, сохранение результатов измерений в базе данных для последующей обработки, вывод результатов измерений на экран ЭВМ, а также формирование и вывод на печать протоколов измерений.
Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон измерения удельных магнитных потерь, Вт/кг | от 0.1 до 10.0 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения удельных магнитных потерь при амплитуде магнитной индукции не менее 0.5 Тл, % | ±2.5 |
| Диапазон измерения амплитуды магнитной индукции, Тл | от 0.1 до 2.0 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения амплитуды магнитной индукции при амплитуде напряженности магнитного поля не менее 1 А/м, % | ± 1.5 |
| Диапазон измерения амплитуды напряженности магнитного поля, А/м | от 1 до 15000 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения амплитуды напряженности магнитного поля, % | ±0.5 |
| Диапазон измерения активной электрической мощности, Вт | от 0.1 до 65.0 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения мощности, % | ±0.5 |
| Диапазон измерения среднеквадратического значения напряжения переменного тока, В | от 0.07 до 100.00 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения среднеквадратического значения напряжения переменного тока, % | ±0.3 |
| Диапазон измерения средневыпрямленного значения напряжения переменного тока, В | от 0.06 до 90.00 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения средневыпрямленного значения напряжения переменного тока, % | ±0.3 |
| Диапазон измерения амплитудного значения переменного тока намагничивания, А | от 0.01 до 20.00 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения амплитудного значения переменного тока намагничивания, % | ±0.5 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Частота перемагничивания в режиме измерения амплитуды магнитной индукции и амплитуды напряженности магнитного поля, Гц | 50±0.1 |
| Частота перемагничивания в режиме измерения удельных магнитных потерь, Гц | 50±0.01 |
| Коэффициент несинусоидальности формы кривой ЭДС в измерительной обмотке в режиме измерения удельных магнитных потерь, % | не более 3 |
| Отклонение коэффициента формы кривой ЭДС в измерительной обмотке от 1.11 в режиме измерения удельных магнитных потерь, % | ±1 |
| Масса измеряемых образцов, кг | от 0.1 до 1.0 |
| Напряжение питающей сети, В | 220 ± 22 |
| Частота питающей сети, Гц | 50 ±0.5 |
| Средний срок службы, лет | не менее 8 |
| Габаритные размеры (ширина*глубина*высота) составных частей установки: | |
| - блок коммутации и измерения, не более, мм | 485x410x100 |
| - источник намагничивающего тока, не более, мм | 485x500x100 |
| - согласующее устройство, не более, мм | 485x410x100 |
| - мера магнитного потока, не более, мм | 490x530x190 |
| - аппарат Эпштейна, не более, мм | 370x350x110 |
| - устройство для испытания образцов кольцевой формы, не более, мм | 235x230x70 |
| Масса составных частей установки: | |
| - блок коммутации и измерения, не более, кг | 7 |
| - источник намагничивающего тока, не более, кг | 24 |
| - согласующее устройство, не более, кг | 10 |
| - мера магнитного потока, не более, кг | 22 |
| - аппарат Эпштейна, не более, кг | 4.5 |
| - устройство для испытания образцов кольцевой формы, не более, кг | 1.5 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Необходимая площадь для размещения установки, м2 | не более 3 |
| Условия эксплуатации: | |
| - диапазон рабочих температур, °C | от плюс 15 до плюс 25 |
| - относительная влажность воздуха, % | от 30 до 80 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84 до 106 |
Перечень характеристик, погрешность измерения которых не нормирована:
| Наименование характеристики | Обозначение единицы физической величины |
| Динамический коэффициент прямоугольности (в соответствии с МИ 1918-88) | - |
| Относительная амплитудная магнитная проницаемость (в соответствии с МИ 1918-88) | |
| Динамическая остаточная магнитная индукция (в соответствии с МИ 1918-88) | Тл |
| Динамическая коэрцитивная сила (в соответствии с МИ 1918-88) | А/м |
| Коэффициент формы кривой напряжения в измерительных каналах | - |
| Коэффициент несинусоидальности формы кривой напряжения в измерительных каналах | % |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят печатным способом на титульном листе руководства по эксплуатации и методом наклейки этикетки на лицевой панели блока коммутации и измерения.
Комплектность
| Обозначение | Наименование | Количество |
| РЭ 4201-01-2008 | Установка для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-3. Руководство по эксплуатации | 1 |
| Обозначение | Наименование | Количество |
| МП 4201-09-2008 | Установка для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-3. Методика поверки | 1 |
| БКИ | Блок коммутации и измерения | 1 |
| СУ | Согласующее устройство | 1 |
| КВ-7 | Мера магнитного потока (мера взаимной индуктивности) | 1 |
| - | Меры сопротивления | 3 |
| РЭ | Руководство по эксплуатации КВ-7 | 1 |
| АЭ-01 | Аппарат Эпштейна (первичный преобразователь магнитных свойств) АЭ-01 | 1 |
| РЭ | Руководство по эксплуатации АЭ-01 | 1 |
| ТОР | Устройство для испытания образцов кольцевой формы | 1 |
| MNA-3000 | Источник намагничивающего тока | 1 |
| - | Профессиональные усилители мощности серия NA. Модель MNA 3000. Руководство по эксплуатации | 1 |
| - | ПЭВМ | 1 |
| PCI1751 | Плата ввода-вывода (устанавливается в ПЭВМ) | 1 |
| В-230 | Плата генератора сигналов произвольной формы AGENT В-230 (устанавливается в ПЭВМ) | 1 |
| - | Генератор сигналов произвольной формы AGENT В-230. Руководство по эксплуатации | 1 |
| УДМХ | Программное обеспечение установки (на CD-ROM) | 1 |
| КС1-КС9 | Комплект кабелей | 1 |
Поверка
Поверку установки для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-3 производят в соответствии с методикой поверки МП 4201-09-2008 "Установка для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-3. Методика поверки", утверждённой ГЦИ СИ ФГУ «УРАЛТЕСТ» в мае 2008 г.
В перечень основного поверочного оборудования входят:
- Меры сопротивления переменного тока МС-10, МС-1, номинальные значения сопротивления 10, 1 Ом, пределы дополнительной относительной погрешности в диапазоне частот до 1 кГц не более ±0,01 %;
- Меры взаимной индуктивности образцовые Р5009, номинальные значения 10; 1; 0,1 мГн, класс точности 0,1;
- Государственный стандартный образец удельных магнитных потерь ГСО 859-76 (СОТЭС-1), относительная погрешность аттестованных значений удельных магнитных потерь Руд и амплитуды магнитной индукции Вт не более ±0,5%;
- Государственный стандартный образец удельных магнитных потерь ГСО 2002-80 (ИНЭС-1), относительная погрешность аттестованных значений удельных магнитных потерь Руд и амплитуды магнитной индукции Вт не более ±0,5%;
- Мультиметр цифровой Agilent 34410А, пределы измерений от 100 мВ до 750 В, пределы основной абсолютной погрешности измерения напряжения переменного тока в диапазоне частот от 10 Гц до 20 кГц ±(0,05 % от отсчета + 0,03 % от предела), пределы основной абсолютной погрешности измерения частоты ±0,006 % от отсчета в диапазоне частот от 40 Гц до 300 кГц;
- Вольтметр переменного тока ВЗ-60, пределы измерения 1; 10; 100 В, пределы основной относительной погрешности измерения напряжения переменного тока в диапазоне частот от 20 Гц до 100 Гц ±[0,08+0,04-(UK/Un-l)], %;
- Измеритель нелинейных искажений автоматический С6-11, пределы основной абсолютной погрешности измерения коэффициента гармоник в диапазоне частот от 20 до 199,9 Гц ±(0,05-Кгк +0,06), %;
- Генератор сигналов произвольной формы 33250А, диапазон частот выходного синусоидального сигнала от 1 мкГц до 80 МГц, пределы основной относительной погрешности установки частоты выходного сигнала ±0,0001 %.
Межповерочный интервал 2 года.
Нормативные документы
ГОСТ 12119.4-98 "Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения удельных магнитных потерь и действующего значения напряжённости магнитного поля";
ГОСТ 12119.5-98 "Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения амплитуд магнитной индукции и напряжённости магнитного поля";
МИ 1918-88 "ГСИ. Магнитные характеристики образцов магнитомягких сплавов. Методика выполнения измерений в диапазоне частот 50 Гц -20 кГц";
МИ 2378-96 "ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитных потерь в магнитомягких материалах в диапазоне частот от 50 до 2Т05 Гц";
Техническая документация ФГУ "УРАЛТЕСТ", г. Екатеринбург.
Заключение
Тип установки для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-3 утверждён с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа и метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
