Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных цилиндрических образцов
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ, содержащее последовательно соединенные регулируемый генератор постоянного тока, намагничивающую катушку и эталонный резистор , механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управляющего напряжения и первым и вторым синхронными детекторами, измерительную катушку, два операционных усилителя , подключенных соответственно через два синхронных детектора к горизонтальной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрирующего прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительной измерительной катушкой, закрепленной на штоке механизма возвратно-поступательных колебаний около торца намагничивающей катушки и подключенной к входу первого операционного усилите 71Я, а измерительная катушка выполнена состоящей из двух секций , причем внешняя секция измеритель@ ной катушки подключена к входу второго (Л операционного усилителя, а внутренняя секция измерительной катушки подключена к входу первого и второго операционных усилителей.
. СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
09) (11) С 01 R 33/12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
»ЧЮ»»»»»»»»»».
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 3383896/1 8-21 (22) 14.01.82 (46) 07.07.83. Бюл. ¹ 25 (72) Н.К.Трусов и В. Н.Кулагин (71) Институт прикладной физики AH Белорусской CCP (53) 621.317.41 (088.8) ,(56) 1. "Измерительная техника", 1967, №10,с,5357, 2. Авторское свидетельство СССР
¹ 800920, кл. С 01 Я 33/14, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЛтИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ 11ИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ, содержащее последовательно соединенные регулируемый генератор постоянного тока, намагничивакяпую катушку и эталонный резистор, механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управляюшего напряжения и первым и вторым синхронными детекторами, измерительную катушку, два операционных усилителя, подключенных соответственно через два синхронных детектора к горизонтальной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрируюшего прибора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительной измерительной катушкой, закрепленной на штоке механизма возвратно-поступательных колебаний около торца намагничиваюшей катушки и подключенной к входу первого операционного усилителя, а измерительная катушка выполнена состояшей иэ двух секций, причем внешняя секция измеритель- ф ной катушки подключена к входу второго операционного усилителя, а внутренняя секция измерительной катушки подключена к входу первого и второго операционных усилителей.
27658 2
5 I0
1 10
Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения статически магнитных характеристик цилиндрических образцов, намагиичиваемых в разомкнутой магнитной цепи.
Известно устройство дпя испытания ферромагнитных материапов при намаз ничивании в разомкнутой цепи, представ ляющее вибрационный магнитометр с ко леблющимся образцом, поэвопяющее измерять намагниченность (магнитный момент) шарообразных ферромагнитны х образцов, в котором напряженность на» магничивания внешнего намагничивающего поля измеряется иэмеритепьным генератором (1 1.
Однако на указанном устройстве воз. можно провоцить испытания топько шарообразных образцов иэ магнитожестких материа пов.
Наибопее баюким к лредпагаемому по своей техни,ческой сущности является устройство дпя опреснения статических магнитных характеристик ферромагнитных материапов, содержащее послецовательно соединенные регулируемый источник постоянного тока, намагничивающую обмотку и атапонный резистор, механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управпяющего напряжения, три операционных усилитепя, два синхронных детектора и измерительную обмотку. В устройстве дпя испытаний используется сплошной цилинцрический ферромагнитный образец. В данном устройстве напряженность внутреннего намагничивающего поля сппошного ферромагнитного ципинцра определяется как разность напряженностей внешнего и раэмагничиваюшего магнитных полей, Напряженность размагничивающего поля ферромагнитного образца в устройстве измеряется вбпизи наружчой поверхности образца датчиком в виде двух коаксиальных катушек (2 ).
Однако известному устройству свойственна недостаточная точность измерений, обусловленная тем, что напряженность раэмагничивающего попя на рас» стоянии 0,2-0,8 радиуса поперечного сечения испытуемого цилинцрического образца от его поверхности отличается от напряженности размагничивающего поня внутри образца, Цель изобретения - повышение точности измерений.
Поставленная цель цостигается тем, что устройство цпя измерения статичеоких магнитных характеристик ферромаг нитных ципинцрических образцов, содержащее последоватепьно соединенные р6 гулируемый генератор постоянного тока, намагничивающую катушку и эталонный резистор, механизм возвратно-поступатепьных колебаний; связанный с генератором уцравпяющего напряжения и первым и вторым синхронными детекторами, иэмеритепьную катушку, asa операционных усипитепя, подкпюченных соответственно че»рез два синхронных детектора к. горизонтальной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрирующего прибора, снабжено дополнитепьной измерительной катушкой, закреппениой на штоке меха низма возвратно-поступатепьных колебаний окопо торца намагничивающей катушки и подкпюченной к входу первого операционного усипитепя, а измерительная катушка выполнена состоящей из двух секций, причем внешняя секция измеритепьной катушки подкпючена к входу второго операционного усипитепя, а внутренняя секция иэмеритепьной катушки подключена к входу первого и второго операционных усилите пей.
На фиг. 1 представлена функционапьная схема устройства; на фиг. 2 - взаимное распопожение изМерительных катушек, намагнкчивающей катушки и испытуемого полого ферромагнитного цилинцра;
Устройство содержит регулируемый генератор 1 постоянного тока, намагничивающую обмотку 2, эталонный резио35 тор 3, механизм 4 возвратно-поступатепьных колебаний, дополнительную измерительную катушку 5, эакреппенную с испытуемым ферромагнитным образцом 6 на штоке механизма 4 возвратно-посту. пательных коцеба ний, измерительную катушку 7 с внешней обмоткой 7-1 и внут ренней обмоткой 7-2, первый и второй операционные усилители 8 и 9, первый и второй синхронные детекторы 10 и 11, 45 генератор 12 управпяющего напряжения и двухкаординатный регистрирующий прибор 13; Намагничиваюшая обмотка 2 и регулируемый генератор 1 включены поспедовательно и посредством эталонного резистора 3 охвачены отрицательной об5О ратной связью по току. К выходу генератора 12 управпяющего напряжения подсоединены вход механизма 4 возвратнопоступатепьных копебаний и управпяю» щие входы первого и второго синхронных
55 детекторов 10 и 11.
Испытуемый ферромагнитный образец в виде попого цилиндра закреплен на штоке механизма 4 возвратно-поступа3 -1027 тельных копебаний и распопожен соосно с измеритепьными и намагничивающей обмотками. Внешняя обмотка 7-1 иэмерн; тельной катушки 7 через резистор подсоединена к входу операционного усилитепя 9, а внутренняя обмотка 7-2 - к входам операционных усипитепей 8 и 9.
Внешняя обмотка 7-1 охватывает испытуемый образец, а внутренняя 7-2 распопожена в вго попой части. Допопнитвпьная иэмвритепьная катушка 5 подсоединена к входу операционного усилитепя 8. Выходы операционных усипитепей
8 и 9 соответственно через синхронные детекторы 10 и 11 подкпючены к гориэонтапьной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрирующего прибора.
Устройство работает следующим обра« зом.
Испытуемый стержневой образец 6, закрепленный на штоке механизма возвратно-поступательных колебаний, находится в однородном магнитном поле на» магничивающей обмотки 2 и совершает возвратно-поступательные копебання с небольшой амппитудой и частотой относитепьно измернтеньной катушки
7. Один конец измеритепьной катушки
7 распопожвн над центральным сечением образца 6, а второй - на расстоянии,, где магнитным потоком рассеяния по сравнению с магнитным потоком через центральное сечение образца 6 можно пренебречь. Бпагодаря атому в нзмаритепьной катушке 7 индуктирувтся ЭДС, амппитуда которой прямо пропорциональна магнитному потоку через ее торцовое сечение, т.е. е„= М м з -ь „" н (1)
2 ОAfu 9 Н0 (2J где 6 1 — ЭДС внешней обмотки 7-1 измерительной катушки 7;
e< - ЭДС во внутренней обмотке
И (2
7-2 иэмеритепьной катушки 7
Ф Ъ,5 к 49 - ппОщадь ПОпвРвчногО свчвниЯ соответственно образца, внешней и внутренней обмоток 7-1 и 7-2;
658 4 м,0 - магнитная постоянная;
A v f - амппитуда и частота вибрации;
- намагниченность образца; д. — напряженность размагничиваю0
5 щего попя.
Амплитуда ЭДС е в допопнитепьной иэмерительной катушке 5 равна
3 )И.0 АК К Е е где М - чиспо витков дополнитепьной катушки 5;
Н вЂ” напряженность внешнего намаге ничивающего поля
К - постоянный коэффициент, завися$5 щий от геометрии и чиспа витков намагничивающей обмотки2;
5, - ппощадь поперечного сечения
* допопнитепьной катушки.
На входе операционного усипитепя 8 осушествпяется вычитание амппитуды ЭДС в допопнитепьной измеритепьной катушке
5 и амппитуды ЭДС во внутренней обмотке 7-2 измеритепьной катушки 7 так, что на вго выходе будет присутст» вовать переменное напряжение, прямо пропорционапьное 9 He eHo напряженности внутреннего намагничивающего поля Н., Это напряжение синхрон1 но детектируется детектором 10 и поступает на координату Х прибора 13. На входе операционного усипитепя 9 проис ходит суммирование сигнапов амплитуды
ЭДС внешней обмотки 7-1 измеритепьной катушки 7 и амппитуды ЭДС во внут-ренней обмотке 7-2 измеритепьной катушки 7 е1 и е так, что амплитуда пвременного напряжения на выходе усипителя 9 пропорциональна только нимат
40 ниченности центрапьного сечения исшатуемого ферромагнитного образца. Напряжение с выхода усилителя 9 синхронно детектируется детектором и поступает на координату У прибора 13. При пипообраз45 ном изменении напряженности внешнего намагничивающего поля на двухкоординатном приборе 13 происходит запись петли магнитного гистереэиса по намаг ниченности материапа испытуемого об50 раз ца.
1 027658
Составитель М. Клыкова
Редактор С. Квятковская Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар
Заказ 4733/50 Тираж 710 Подпис ное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
