ГОСТ 12119.6-98
ГОСТ 12119.1-98 Сталь електротехнічна. Методи визначення магнітних та електричних властивостей. Методи вимірювання магнітної індукції та коерцитивної сили в апараті Епштейна та на кільцевих зразках у постійному магнітному полі
ГОСТ 12119
ГОСТ 12119.6-98 Сталь електротехнічна. Методи визначення магнітних та електричних властивостей. Метод вимірювання відносної магнітної проникності та питомих магнітних втрат мостом змінного струму
ГОСТ 12119.6-98
Група В3
МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ
Сталь електротехнічна
МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МАГНІТНИХ І ЕЛЕКТРИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ
Метод вимірювання відносної магнітної проникності
та питомих магнітних втрат мостом змінного струму
Electrical steel. Методи test для magnetic and electrical properties.
Метод для визначення relative magnetic permeability
and specific magnetic losses by ac bridge
МКС 77.040.20
ОКСТУ 0909
Дата введення 1999-07-01
Передмова
1 РОЗРОБЛЕН Російською Федерацією, Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації МТК 120 «Металопродукція з чорних металів та сплавів»
ВНЕСЕН Держстандартом Росії
2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол N 13 від 28 травня 1998 р.)
За ухвалення проголосували:
Найменування держави | Найменування національного органу зі стандартизації |
Азербайджанська республіка | Азгосстандарт |
республіка Арменія | Армдержстандарт |
Республіка Білорусь | Держстандарт Білорусі |
Киргизька Республіка | Киргизстандарт |
російська Федерація | Держстандарт Росії |
Республіка Таджикістан | Таджикдержстандарт |
Туркменістан | Головна державна інспекція Туркменістану |
Республіка Узбекистан | Узгосстандарт |
Україна | Держстандарт України |
3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 8 грудня 1998 р. N 437 міждержавний стандарт
4 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ
5 ПЕРЕВИДАННЯ
1 Область застосування
1.1 Цей стандарт встановлює метод визначення дійсної та уявної складових комплексної відносної магнітної проникності, що характеризує магнітні властивості матеріалу, на основних гармоніках напруженості магнітного поля та магнітної індукції, а також питомих магнітних втрат при формі кривої магнітного потоку, близької до синусоїдальної. Визначення магнітної проникності проводять при індукції до 1,0 Тл.
1.2 Метод застосовують у діапазоні частот 0,05-10 кГц при амплітуді магнітної індукції від 0,1 до 1,2 Тл для ізотропної сталі та від 0,1 до 1,6 Тл - для анізотропної та при питомих магнітних втрат не більше 50 Вт / кг.
2 Нормативні посилання
У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:
ГОСТ 6746-94 Заходи електричної ємності. Загальні технічні вимоги
ГОСТ 10160-75 Сплави прецизійні магнітно-м'які. Технічні умови
ГОСТ 12119.0-98 Сталь електротехнічна. Методи визначення магнітних та електричних властивостей. Загальні вимоги
ГОСТ 21427.1-83 Сталь електротехнічна холоднокатана анізотропна тонколистова. Технічні умови
ГОСТ 21427.2-83 Сталь електротехнічна холоднокатана ізотропна тонколистова. Технічні умови
ГОСТ 23737-79 Заходи електричного опору. Загальні технічні умови
3 Загальні вимоги
Загальні вимоги до методів випробування – за
Терміни, що застосовуються у цьому стандарті – за
4 Підготовка зразків для випробування
4.1 Зразки для випробування повинні мати ізоляцію.
4.2 Зразки кільцевої форми збирають із штампованих кілець товщиною від 0,1 до 1,0 мм або навивають зі стрічки товщиною не більше 0,35 мм і поміщають у касети з ізоляційного матеріалу товщиною не більше 3 мм або неферомагнітного металу товщиною не більше 0,3 мм. Металева касета повинна мати проміжок.
Відношення зовнішнього діаметра зразка до внутрішнього має бути не більше 1,3; площа поперечного перерізу - не менше 0,1 см .
Зразки кільцевої форми повинні відповідати вимогам, наведеним у таблиці 1.
Таблиця 1
Частота перемагнічування, кГц | Маса зразка, г | Число витків в обмотках зразка |
0,4-5,0 | Від 100 до 300 | 40-100 |
2,0-10,0 | 30 100 | 30-50 |
5,0-10,0 | 3 10 | 20-30 |
4.3 Зразки для апарату Епштейна виготовляють зі смуг завтовшки від 0,1 до 1,0 мм, довжиною від 280 до 500 мм, шириною (30,0±0,2) мм. Смуги зразка не повинні відрізнятись один від одного за довжиною більш ніж на ±0,2%. Площа поперечного перерізу зразка має бути від 0,5 до 1,5 см. . Число смуг у зразку має бути кратним чотирма, мінімальна кількість смуг — дванадцять.
Зразки анізотропної сталі нарізають уздовж напрямку прокатки. Кут між напрямками прокатки та нарізування смуг не повинен перевищувати 1°.
Для зразків ізотропної сталі половину смуг нарізають уздовж напряму прокатки, іншу – упоперек. Кут між напрямками прокатки та нарізки не повинен перевищувати 5°. Смуги групують у чотири пакети: два - зі смуг, нарізаних уздовж напрямку прокатки, два - упоперек. Пакети з однаково нарізаними смугами розміщують паралельно розташованих котушках апарату.
Допускається смуги нарізати під тим самим кутом до напрямку прокатки. Напрямок прокатки для всіх смуг, покладених в одну котушку, має бути однаковим.
5 Застосовувана апаратура
5.1 Встановлення. Схема установки наведена малюнку 1.
Малюнок 1 - Схема для вимірювань мостовим методом
Малюнок 1 - Схема для вимірювань мостовим методом
5.1.1 Вольтметр для виміру амплітуди магнітної індукції повинен мати межу виміру від 1 до 100 В, вхідний опір не менше 1,0 МОм, похибка виміру в діапазоні частот 0,05-10 кГц в межах ±0,5%.
5.1.2 Вимірник нелінійних спотворень для вимірювання коефіцієнта гармонік від 01 до 10% з похибкою в межах ±10%.
5.1.3 Магазин опору для врівноваження моста по активній складовій провідності повинен мати верхню межу 10 або 100 кОм; постійну часу, що характеризує залишкову реактивність, трохи більше 2 мкс; клас точності не нижче 0,1 по ГОСТ 23737.
5.1.4 Магазин ємності для врівноваження моста по реактивній складовій провідності повинен мати верхню межу не менше 1 мкФ, тангенс кута діелектричних втрат не більше 1·10 , Плавне регулювання ємності та клас точності не нижче 0,2 по ГОСТ 6746.
5.1.5 Генератор повинен мати вихідну напругу від 10 мВ до 5, діапазон частот (0,05-10 кГц), опір навантаження не більше 5 кОм, коефіцієнт гармонік вихідної напруги не більше 0,1%.
5.1.6 Підсилювач повинен мати номінальну вихідну напругу не менше 25 В, номінальну вихідну потужність не менше 100 ВА, коефіцієнт гармонік на активному навантаженні при номінальній потужності не більше 0,5%.
5.1.7 Індикатор напруги для визначення рівноваги моста повинен мати чутливість не менше 0,1 дел./мкВ, вибірковість стосовно третьої гармоніки щонайменше 50 дБ; діапазон частот 0,05-10 кгц.
5.1.8 Частотомір для вимірювання частоти з похибкою не більше ±0,2 %.
5.1.9 Фільтр Для захисту індикатора напруги від перевантаження повинен забезпечувати пригнічення вищих гармонік не менше ніж на 30 дБ.
5.1.10 Обмотки зразка намагнічувальні (I) та вимірювальні (II) повинні мати однакове число витків.
5.1.11 Магнітний компаратор для порівняння струмів магазинів і з намагнічуючим струмом повинен мати магнітопровід кільцевої форми зі стрічки сплаву марки 79НМ товщиною 0,02-0,05 мм за
Відношення числа витків обмотки II або III до витків обмотки I повинно дорівнювати 76 при частоті 50 Гц і 16 - при більш високих частотах. Рекомендується вибирати число витків обмотки I рівним 4 і 19 при числі витків обмоток II та III - 304.
6 Підготовка до проведення вимірювань
6.1 Зразки зі смуг або кільцевої форми підключають, як зазначено на малюнку 1.
6.2 Зразки зі смуг укладають в апарат Епштейна, як зазначено на малюнку 2.
Малюнок 2 - Схема укладання смуг зразка
Малюнок 2 - Схема укладання смуг зразка
Допускається фіксувати положення смуг в апараті, створюючи тиск не більше 1 кПа перпендикулярно поверхні зразка поза котушок, що намагнічують.
6.3 Площа поперечного перерізу , м , зразків обчислюють наступним чином:
6.3.1 Площа поперечного перерізу , м для зразків кільцевої форми з матеріалу товщиною не менше 0,2 мм розраховують за формулою
(1)
де - Маса зразка, кг;
- Зовнішній і внутрішній діаметри кільця, м;
- Щільність матеріалу, кг/м .
Щільність матеріалу , кг/м , вибирають за додатком 1
(2)
де і - Масові частки кремнію та алюмінію, %.
6.3.2 Площа поперечного перерізу , м для зразків кільцевої форми з матеріалу товщиною менше 0,2 мм розраховують за формулою
(3)
де - Відношення щільності ізоляції до щільності матеріалу,
де - Щільність ізоляції, прийнята рівною 1,6 · 10 кг/м для неорганічного покриття та 1,1·10 кг/м - Для органічного;
- Коефіцієнт заповнення, що визначається, як зазначено в
.
6.3.3 Площа поперечного перерізу зразків , м , Складених зі смуг, для апарату Епштейна розраховують за формулою
(4)
де - Довжина смуги, м. с.
6.4 Похибка визначення маси зразків має виходити межі ±0,2%; зовнішнього та внутрішнього діаметрів кільця - ±0,5%, довжини смуг - ±0,2%.
6.5 Вимірювання при значенні амплітуди магнітної індукції менше 1,0 Тл проводять після розмагнічування зразків у полі частотою 50 Гц.
Встановлюють напругу, що відповідає амплітуді магнітної індукції не менше 1,6 Тл для анізотропної сталі та 1,3 Тл для ізотропної сталі, і потім плавно зменшують його.
Час розмагнічування має бути не менше ніж 40 с.
При вимірюванні магнітної індукції у полі напруженістю менше 1,0 А/м зразки витримують після розмагнічування 24 год; при вимірі індукції у полі напруженістю більше 1,0 А/м час витримки може бути скорочено до 10 хв.
Допускається зменшувати час витримки за відносної різниці значень індукції, отриманих після нормальної та скороченої витримок, у межах ±2%.
6.6 Для вольтметра , відградуйованого в середньовипрямлених значеннях, напруга , В, що відповідає заданій амплітуді магнітної індукції , Тл та частоті перемагнічування , Гц розраховують за формулою
(5)
де - Число витків обмотки II зразка;
6.7 Для вольтметра , відградуйованого в діючих значеннях напруги синусоїдальної форми, значення величини , розраховують за формулою
(6)
6.8 При магнітному потоці поза зразком, що перевищує 0,2% вимірюваного, розраховують поправку , В, за формулою
(7)
де - Число витків обмотки I зразка;
- магнітна постійна, рівна 4·10 , Гн/м;
- Площа поперечного перерізу обмотки II зразка, м;
- Середня довжина магнітної силової лінії, м;
- Амплітуда струму, А.А.
Для зразків кільцевої форми середню довжину магнітної силової лінії , м розраховують за формулою
(8)
У стандартних випробуваннях для зразка зі смуг середню довжину , м приймають рівною 0,94 м. При необхідності підвищення точності визначення магнітних величин допускається вибирати значення із таблиці 2.
Таблиця 2
Напруженість магнітного поля, А/м | Середня довжина магнітної силової лінії , м | |
для ізотропної сталі | для анізотропної сталі | |
Від 0 до 10 увімкн. | 0,95 | 0,99 |
Св. 10 "70" | 0,97 | 0,99 |
70 200 | 0,97 | 0,98 |
» 200 » 500 « | 0,93 | 0,96 |
500 1000 | 0,91 | 0,95 |
1000 2500 | 0,88 | 0,91 |
Амплітуду струму , а розраховують залежно від амплітуди падіння напруги. , на резисторі опором , Ом, включеному в ланцюг, що намагнічує, за формулою
(9)
6.9 При визначенні питомих магнітних втрат в апараті Епштейна слід враховувати неоднорідність намагнічування кутових частин магнітного ланцюга запровадженням ефективної маси зразка , кг, що розраховується для зразків зі смуг за формулою
(10)
- Маса зразка, кг;
- Довжина смуги, м. с.
7 Порядок проведення вимірювань
7.1 Визначення комплексної відносної магнітної проникності та питомих магнітних втрат мостовим методом засноване на вимірі активної провідності та взаємної індуктивності зразка.
7.2 Встановлюють частоту перемагнічування , Гц, напруга , Ст.
7.3 Збільшують чутливість індикатора напруги до появи на екрані зображення еліпса або похилої прямої. Регулюють ємність магазином , потім опір магазином до мінімального значення напруги на вході індикатора, при цьому на екрані має бути пряма горизонтальна лінія.
7.4 Повторюють операції 7.3 при наступному збільшенні чутливості індикатора.
7.5 Операцію закінчують, якщо зміна параметрів магазинів на ±(0,2−0,3)% призводитиме до появи напруги на вході індикатора. Визначають свідчення магазинів , Ом, і , Ф.
7.6 Встановлюють наступне значення напруги , і повторюють операції, зазначені в 7.2-7.5.
8 Правила обробки результатів вимірювань
8.1 Активну провідність , Див і взаємну індуктивність , Гн розраховують за формулами:
; (11)
, (12)
де - Кутова частота, рад / с;
- Число витків обмотки I компаратора;
- Число витків обмоток II, III компаратора;
- Активний опір обмотки II зразка, Ом;
- Активний опір обмотки II компаратора, Ом;
- Див. 7.5.
8.2 Дійсні та уявні складові комплексної відносної магнітної проникності і розраховують за формулами:
(13)
(14)
де - Довжина магнітної силової лінії, що визначається, як зазначено в 5.7, м;
- Площа поперечного перерізу зразка, що визначається, як зазначено в 6.3, м;
- Число витків обмоток зразка ;
- магнітна постійна, рівна 4 · 10 , Гн/м
.
8.3 Магнітні втрати , Вт розраховують за формулою
(15)
де - Активна провідність, Див;
- Напруга, що розраховується за формулою (6), В.
8.4 Питомі магнітні втрати , Вт/кг розраховують за формулою
(16)
де - Ефективна маса зразка, що визначається, як зазначено в 6.9, кг.
8.5 Похибка виміру , , має виходити за межі ±3%.
Текст документа звірений за:
офіційне видання
Сталь електротехнічна.
Технічні умови. Методи аналізу:
Зб. ГОСТів. -
М: ІПК Видавництво стандартів, 2003