Устройство для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов

 

(72) Авторы изобретения

В. А. Шахини, Н. С. Казаков, Т. Е. Ш

Омский политехническни (ik ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено дпя.иэмере; ння коэрцнтнвной силы ферромагнитных, материалов.

Известно устройство для измерения коэрцитивной силы, содержащее соленоид с двумя неподвижными, одетыми на концах дополнительными катушками, между которыми расположены две подвижнЫе дополнительные катушки. Все секции дополнительной обмотки включены последовательно. Внутри соленоида расположен градиентометрнческий преобразователь (1) .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная трудностью фиксации перехода индукции через нуль при размагничивании образца.

Наиболее близким к предлагаемому изоб- ретению является устройство, содержащее инвертор, дифференцирующую цепь и после-, довательно соединенные с измерительной обмоткой первичного преобразователя блок выделения скачков, сумматор числа скачков и делитель. Блок намагничивания, намагничи2 вающая обмотка первичного преобразоват уя и эталонный резистор соединены поспедова- . тельно. К эталонному резистору через коммутатор присоединен вход сумматора напряженности (2) .

Недостатками, устройства являются низкая точность измерений, обусловленная тем, что процесс скачкообразного перемегничивания носит случайный характер, а также потерей информации о плавных процессах перемаггв ничцвания- .

Цель изобретения —. повышение точности измерения коэрцитнвной силы ферромагнитных материалов.

Поставленная цель достигается тем. что в устройство, содержащее последовательно соединенные с измерительной обмоткой блок выделения скачков, счетчик и делитель., второй вход которого соединен с выходом сумматора, соединенные цоследовательно блок Намагиичи вания, намагничивающую обмотку и эталон- ный резистор, а также коммутатор, введены . блоки выделения знака производных модулей индукции и напряженности, фильтр иияпщх

4 ной силы Нс влево, справедливы следующие выражения !

";И H t+1Hti ° н„ -- н„ -)н,, где Н и Нк — мгновенные значения напряженности магнитного поля в моменты, когда,. индукция равна В, и  соответственно (криI вая а, фиг. 2); Н(и Нь — мгновенные значения напряженности, соответствующие значениям В, и В, на кривой 6; йс — козрцитивная сила. Проведя суммирование полугде m — число ступеней квантования индукции.

Разность (2) и (1) определяются выражением

N ф

Г н„ - н., = т=1 при условии l BI.f f Bq f справедливо

g fIIIT)= КтпТ т

3 1004929 чистот и последовательно соединенные генератор линейно-изменяющегося напряжения, блок вычитания н блок квантования, к второму входу блока вычитания через фильтр нижних .частот подключен выход блока вьщеления скач- S ков, выход блока квантования подключен к входу блока намагничиваний и тактовому входу сумматора, прямой.и инвертирующий вхо. ды которого соединены через коммутатор с эталонным резистором, причем управляющие входы коммутатора через блоки выделения

1 знака производных модулей индукции и напряженности соединены с генератором линейно изменяющегося напряжения и эталонным рези* стором. 13

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фнг. 2 — график поясняющйй работу устt ройства.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, блок ©

2 вычитания, блок 3 квантования, блок 4 намагничивиния, намагничнвающую обмотку

5 и измерительную обмотку 6, блок 7 выделения скачков, фильтр 8 низких частот, блоки 9.и 10 выделения знаков производных модулей индукции и напряженности, коммутатор 11, эталонный резистор 12, сумматор 13, делитель 14, счетчик 15.

Устройство работает следующим образом.

При разомкнутой цепи отрицательной обратной связи, содержащей фильтр 8 низких частот, в намагничивающей обмотке 5 протекает ток, соответствующий ступенчатой функ- . ции вида щ m

С )Н,(= 1Hif+mfHc! (1)

1а-1 п1 тт\

E. Н )= If Kf- Мдi Ф Ь1 N., m

, Iн„ 1-D (н, 1-2Фц a1 где Т ((Те; Т вЂ” период квантования; .

То — период перемагничнвания; m = 1, 2,3, 4; К вЂ” масштабный коэффициент, В результате образец перемагничивается и в измерительной обмотке 6. наводятся им:нульсы ЭДС, параметры которых определя. ются. положением рабочей точки на петле гистереэиса. При замыкании цепи обратной связи сигнал с блока 7 выделения скачков

43 подается на вход блока 2 вычитания и корректирует высоту ступеней намагничивающего тока, вследствие чего, обеспечивается режим, прИ котором стабилизируются параметры импульсов ЭДС в измерительной обмогке 6 и приращения индукции магнитного поля в образце, т.е. режим квантования индукции с постоянным шагом.

В .соответствии с обозначениями, принятыми на фиг. 2, где изображены кривая а, пред-эз ставляющая собой восходящую ветвь петли гистерезиса и кривая о, полученная путем переноса кривой а на величину коэрцитивг11. Ift

C н „ =С )H ;f

1п

Щ1-C. fH 1

У4мтывая, чтО . )Н =Е Н -С И К пас как выполняются условия

Й+ >0, И <О, получим .

Е н,-+ a""„"-Е:н"„ ь1 1 к к

2тй

1004929

Таким образом, при обеспечении режима равномерного квантования индукции, алгоритм измерения коэрцитивной силы включает в себя .операции суммирования мгновенных значений напряженности поля перемагничивания в первом и третьем квадратах (фиг. 2,6), вычитания мгновенных значений соответствующих четвертойу квадрату и деления получен- ного результата на удвоенное число ступеней квантования модуля индукции. Идентифика- 16 ция квадранта, и котором находится рабочая точка образца, осуществлется с помощью, блоков 9 и 10 выделения:знаков производных модулей индукции-и напряженности, управляющих коммутатором 11. При отрицательных 15 значениях сигналов на выходах обоих блоков

9 и 10 эталонный резистор подключается к инвертирующему входу сумматора. При изменении знака сигнала хотя бы на выходе одного иэ блоков 9 или 10, эталонный рези- 26 стор подключается к неинвертирующему входу сумматора, синхронизация работы которого осуществляется блоком 3 квантования. Де. литель 14 обеспечивает деление содержимого сумматора 13 на удвоенное число ступеней 25 квантования индукции, информацию о котором несет сигнал на.выходе счетчика 15.

Наибольший эффект от использования устройства для измерения коэршгтивной силы достигается при испытании материалов с малым вкладом скачкообразных процессов перемагничивания (конструкционные,. инструменталь-. ные стали, магнитнйе материалы). В этом случае погрешность йзмерений ие превышает

1 — 3%.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные. с измерительной обмоткой блок выделения скачков, счетчик и делитель, второй вход которого соединен с выходом сумматора, соединенные последовательно блок намагничивания, намагничивающую обмотку и эталонный резистор, а также коммутатор, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блоки выделения знака производных модулей. индукции и напряженности, фильтр нижних частот и последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения, блок вычитания и блок квантования, к второму входу блока вычитания через фильтр нижних частот подключен выход блока выделения скачков, выход блока квантования подключен к входу блока намагничивания и тактовому входу сумматора, прямой и инвертирующий входы которого соединены через коммутатор с эта- . лонным резистором, причем управляющие входы коммутатора через блоки въщелеиия знак» производных модулей индукции,и напряженности соединены с генератором линейно из-" меняющегося напряжения и эталонным резистором;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР. No 588522, кл. G 01 Я 33/12, 19772. Авторское свидетельство СССР Р 619879, кл. G 01 В 33/12, 1977.

Филиал ППГ "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4