【位于磁场不同位置的热电偶温升区别分析案例2200字】

位于磁场不同位置的热电偶温升区别分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u6581位于磁场不同位置的热电偶温升区别分析案例 1173291.1变压器不同位置的磁场强度 114731.2实验过程及测量结果 2227081.3温度对磁导率的影响 4186601.1.1实验过程及测量结果 5245531.1.3实验结论 81.1变压器不同位置的磁场强度对于均匀磁场来说，各处的磁场强度是一样的。但在大多数情况下，磁场都是非均匀磁场，对于变压器来说也不例外。那么，变压器是否和通电线圈一样，靠近线圈的磁感线更密，从而内侧的磁场强度比外侧的磁场强度大呢？图3-1空心螺线管磁力线分布变压器由eb85b的磁芯做成，其材料为锰锌铁氧体。线圈排布为原边——副边的结构，并且每层线圈为都为50闸。使用maxwell进行仿真可得知不同位置下感应出来的磁场强度不同：图3-2变压器涡流场磁场强度仿真可以看出原边副边之间的磁场强度相较于副边外层的磁场强度大得多。这是由于原边副边的电流方向已知，磁场方向也就一致，两者产生的磁场会进行叠加；而副边外部并没有两个磁场进行叠加，因此磁场强度更低。根据磁场强度和磁感应强度的关系为：H（3-1）在同一条件下，磁场强度越大，磁感应强度越大。因此，磁场强度越大的地方，磁感应强度B也越大。再根据公式（2.12），能够得知从内侧到外侧热电偶的温升是逐渐减少的。有了这一结论，如果需要减少涡流效应的影响，就应该在不影响测温位置的情况下尽量避免将热电偶放置在磁场强度大的地方，从而减少涡流损耗对热电偶测温造成的影响。1.2实验过程及测量结果使用两个eb85b组成变压器，并在中心绕上两层绕组，各50闸。在每层外部的中心处各放置一粗一细两个热电偶，让这两个热电偶的位置几乎保持一致，这能让热电偶的温升之间的对比仅受热电偶位于磁场的不同位置这一条件影响。总共四个热电偶。图3-3实验用变压器实物将33522A函数信号发生器连至功率放大器再连接到电压器原边上对其通上直流电，副边连上电阻作为负载。图3-4实验配置通入电流值为3A时，获得热电偶温升曲线：图3-5此曲线为降温曲线，初始温度为最高温升。可以看出，原边热电偶的最高温升总是高于副边热电偶的最高温升。此结论说明了根据磁场强度和磁感应强度的关系，在同一条件下，磁场强度越大，磁感应强度越大，以及热电偶在处于磁场强度更大的地方时涡流损耗更大，对热电偶测温造成的影响更大。1.3温度对磁导率的影响在实际应用中，变压器温度是会上升的，如果温度会影响磁芯的磁导率的话，根据3—2，磁场强度和磁导率成反相关，那磁场强度也会受到影响，从而影响热电偶的测温准确性。因此，温度对磁导率的影响也是必须被研究的[12]。在本研究课题中所使用的磁介质为磁芯，而磁导率用来表示绕着磁芯的线圈流过电流后,其所产生的磁阻的能力。实际上，磁导率与磁阻成反比关系。因此，研究温度对磁阻的影响，也就是对本课题——温度对磁导率的影响进行研究。E=Ndφdt当两个对称的线圈获得相同的磁势时，由于两者磁阻相同，它们所产生的磁通量也应该是相同的。根据电磁感应现象，导体处于磁通量变化的磁场中时，（3-2）可以看出，当线圈匝数保持不变时，磁通量变化速度越快，导体所产生的感应电动势就越大。此时，对本课题的研究就转变成为了研究温度对线圈产生的感应电动势的影响。从研究温度对磁导率的影响转换为温度对线圈产生的感应电动势的影响，用了等效替代的思维。这一系列的替代是必要的，一方面测量磁导率的操作过于繁琐、所用仪器较为复杂，另一方面则是电动势便于测量的同时还可以在示波器上直接显示其数值，能直观感受到温度对感应电动势的影响。整个等效替代的流程图为：图3-6等效替代流程图1.1.1实验过程及测量结果本实验装置由两个E型的磁芯所组成，绕上线圈从而组成一个如下图的变压器：为位于中间的主线圈通上一定频率的交流电，此线圈感应出磁场，为两边相同对称的副线圈提供相同的磁动势，并用接上示波器的电压探头去测量两边副线圈感应出的感应电动势。在未使用吹风机加热任何一边的副线圈时，两边测出来的电压值是相同的：此时使用电吹风加热接于一号通道的副线圈，两边示数发生变化。为了防止导热至未加热的一边，示数大概保持稳定5秒后就停止加热，等待自然降温。全程用手机相机进行录制从而记录数据。图3-7示波器与吹风机将信号发生器的频率调至500khz，调节输出电压使两边副线圈感应出的电动势基本一致，再用吹风机加热连于ch1的副线圈，待电压示数不变，停止加热自然降温，记录其整个过程。图3-8将信号发生器的频率调至250khz，调节输出电压使两边副线圈感应出的电动势基本一致，再用吹风机加热连于ch1的副线圈，待电压示数不变，停止加热自然降温，记录其整个过程。图3-9将信号发生器的频率调至100khz，调节输出电压使两边副线圈感应出的电动势基本一致，再用吹风机加热连于ch1的副线圈，待电压示数不变，停止加热自然降温，记录其整个过程。图3-101.1.3实验结论通过实验并观察图表，我们能很清楚地观察到，随着温度的上升，连于通道一的线圈所产生的电动势逐渐降低。保持常温的另一个副线圈则相反，其产生的感应电动势逐渐升高。根据之前的等效替代，感应电动势与磁导率成正相关，因此