论文部分内容阅读
电工钢是一种含碳量极低的硅铁软磁合金,是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁材料,主要用于制造电动机、发电机、变压器铁芯和各种电讯器材。电工钢片在交变磁场下磁化时所消耗的无效电能,称为铁损。铁损转变成热量,同时引起电机和变压器等设备的温度升高,并造成大量的电量损失。因此,以铁损作为考核电工钢产品磁性的最重要指标之一,通过对电工钢片铁损的测试,可以判别电工钢片的好坏,及早发现材料的缺陷,能给电机、变压器及相关厂家的品质管理带来极大的方便。爱泼斯坦方圈测试方法作为电工钢片铁损测试的重要方法,被电工钢片制造商、工业用户和工程研究者广泛采用。然而,该方法存在着试样的制作和装入繁琐、需要进行去应力退火、浪费大量试样材料等缺点,而且测试仪器体积庞大,不适合于浙江省中小企业对电工钢片铁损现场检测的需求。于是,提出了依据国标GB/T 13789来研制便携式的适用于现场检测的单片铁损测试仪,并且得到了浙江省科技厅基金的资助(2007C21088)。本文研究开发了基于STM32的电工钢片铁损测试仪。STM32是基于ARM的最新的Cortex-M3 CPU的微处理器,Cortex-M3是首款基于ARMv7-M体系结构的32位标准处理器,具有低功耗、少门数、短中断延迟、低调试成本等优点。本文实现了以STM32F103RC微控制器为核心的铁损测试仪样机的制作;测试仪以微控制器内部集成的DAC产生的信号作为励磁电源;利用数字反馈技术对磁感应强度波形进行自动调节,从而保证波形为正弦波;并且可以在不同的磁感应强度下,对不同厚度不同密度的电工钢片精确测量。此外,该测试仪还具有自动识别测试探头位置的功能,当测试探头离开试样时系统自动停止测试,从而避免了长时间工作。该项目的研究成果已经申请了3个国家发明专利,并且得到国家知识产权局的受理。实验结果表明,基于STM32的电工钢片铁损测试仪采用数字反馈的波形控制技术,很好地保证了磁感应强度及波形系数误差均小于0.1% ,满足单片铁损测试过程中磁感应波形正弦的要求;铁损测试过程速度快、测试结果精度高(与中国计量科学研究院测试结果对比),能满足用户对电工钢片铁损测试的需要。