Пермеаметр
ПЕРМЕАМЕТР, содержащий первичную обмотку, состоящую из двух половин, размещенных на тороидальном сердечнике из ферромагнитного материала, вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным и внутренним электродами, соосно которым размещен тороидальный сердечник, и поворотный стол, установленный на внутреннем электроде с возможностью вращательного движения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности , в него введены фиксатор образца, коническая пружина и пружинный стопор, фиксатор образца выполнен в виде П-образной пластины , сочлененной с конической втулкой посредством цилиндрической пружины, поворотный стол выполнен в виде диска с четырьмя зубцами на .его боковой грани на взаимно перпендикулярных диаметрах, пружинный стопор закреплен на наружном электроде коаксиального цилиндра, а его .шток сопряжен с боковой гранью поворотного стола, сочлененного с внутренним электродом через коническую пружину, расположенную соосно с внутренним электродом, при этом П-образная пластина размещена с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль (Л внутреннего электрода,ось симметрии которого совпадает с осями симметрии П-образной пластины, цилиндрической пружины и конической втулки, а площадь поперечного сечения сердечника определяется следующим выражением: 5 5ДиКс | , где ot/ - угловая координата сечения; со ел К - коэффициент пропорциональности; SQ - начальная площадь поперечного сечения сердечника при (/ 0. СХ)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК,Ш С 01 R 33/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3267790/18-21 (22) 31.03.81 (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) А.Ф. Кугаевский и А.Б. Лукашенок (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 621.317.44(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3260805/ 18-21, кл. G 01 R 33/12, 17 ° 03. 81.
2. Авторское свидетельство СССР
У 898359, кл. G 01 R 33/12, 1980. (54)(57) ПЕРМЕАМЕТР, содержащий первичную обмотку, состоящую из двух половин, размещенных на тороидальном сердечнике из ферромагнитного материала, вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным и внутренним электродами, соосно которым размещен тороидальный сердечник, и поворотный стол, установленный на внутреннем электроде с возможностью вращательного движения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены фиксатор образца, коническая пружина и,.SU„„ ll 095118 A пружинный стопор, фиксатор образца выполнен в виде П-образной пластины, сочлененной с конической втулкой посредством цилиндрической пружины, поворотный стол выполнен в виде диска с четырьмя зубцами на .его боковой грани на взаимно перпендикулярных диаметрах, пружинный стопор закреплен на наружном электроде коаксиального цилиндра, а его шток сопряжен с боковой гранью поворотного стола, сочлененного с внутренним электродом через коническую пружину, расположенную соосно с внутренним электродом, при этом П-образная пластина размещена с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль внутреннего электрода, ось симметрии которого совпадает с осями симметрии
П-образной пластины, цилиндрической пружины и конической втулки, а площадь поперечного сечения сердечника определяется следующим выражением: в=5,(<++ 1095118 Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения магнитных характеристик высокочастотных ферромагнетиков в форме тора (или кольца), 5 в частности при исследовании круговой несимметрии (неидентичности) их свойств, являющейся важным качественным показателем. Известен пермеаметр, содержащий первичную обмотку, размещенную на тороидальном сердечнике, установленном соосно внутри коаксиального цилиндра с короткозамыкателем, при этом коаксиальный цилиндр выполнен в виде четырех одноквадрантных идентичных элементов, размещенных попарно симметрично относительно оси цилиндра и изолированных друг от друга дополнительно введенными П-образными прокладками из диэлектрического материала, а короткозамыкатель выполнен в виде одноквадрантного актора диска, расположенного с возможностью вращательного движения относительно оси цилиндра Е1 3. Недостатками известного пермеаметра являются малая чувствительность измерений ввиду низкого коэффициента трансформации,и низкая точность 30 измерений из-за нестабильности переходных сопротивлений в местах дискретного подвижного контакта короткозамь1кателя с одноквадрантными элементами коаксиального цилиндра. 35 Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пермеаметр, содержащий первичную обмотку, ферромагнитного материала, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра, выполненного из двух коаксиальных полуцилиндров с 45 наружными и внутренними электродами, при этом половины первичной обмотки расположены соосно с внутренним электродом соответствующего коаксиального полуцилиндра, кроме того, в него введены отсчетный блок, шток, поворотный стол, выполненный в виде диска с цилиндрической ступицей и спиральным пазом на ее внутренней поверхности и закрепленный на внут50 55 ренних электродах коаксиальных полуцилиндров с возможностью вращательного движения, на одном конце штока закреплен радиальный палец, сочлесостоящую из двух половин, размещен- 4> ных на тороидальных сердечниках из ненный со спиральным пазом цилиндрической ступицы и расположенный в продольной прорези, выполненной в боковой поверхности внутренних электродов, а на другом конце штока размещен указатель отсчетного блока, шкала которого неподвижно закреплена на верхнем коаксиальном полуцилиндре, при этом во внутренних электродах коаксиальных цилиндров выполнен сквозной канал, в котором размещен шток (2 1. Недостатками данного пермеаметра являются малая чувствительность измерений из-за того, что проявление измеряемых магнитных характеристик имеет интегральный характер для всего образца ферромагнетика, и низкая точность измерений за счет практической неидентичности электромагнитных систем половин первичной обмотки, что не обеспечивает полной компенсации их действия при встречном включении. Цель изобретения — повышение чувствительности. Указанная цель достигается тем, что в пермеаметр, содержащий первичную обмотку, состоящую из двух половин, размещенных на тороидальном сердечнике из ферромагнитного материала, вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным и внутренним электродами, соосно которым размещен тороидальный сердечник, и поворотный стол, установленный на внутреннем электроде с возможностью вращательного движения, введены фиксатор образца, коническая пружина и пружинный стопор, фиксатор образца выполнен в виде П-образной пластины, сочлененной с конической втулкой посредством цилиндрической пружины, поворотный стол выполнен в виде диска с четырьмя зубцами на его боковой грани на взаимно перпендикулярных диаметрах, пружинный стопор закреплен на наружном электроде коаксиального цилиндра, а его шток сопряжен с боковой гранью поворотного стола, сочлененного с внутренним электродом через коническую пружину, расположенную соосно с внутренним электродом, при этом П-образная пластина размещена с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль внутреннего электрода, ось симметрии которого совпадает с осями симметрии Н-обгде с 20 з 1095 разной пластины, цилиндрической пружины и конической втулки, а площадь поперечного сечения сердечника определяется следующим выражением: 5= 5, (1+КЫ), 5 угловая координата сечения, коэффициент пропорциональности 5 — начальная площадь поперечо 10 ного сечения сердечника при с = О. На фиг. 1 показан принципиальный вид конструкции пермеаметра, продольный осевой разрез; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 — проекции сердечника первичной обмотки. Пермеаметр содержит первичную обмотку 1, выполненную из двух идентичных половин 2 и 3 и размещенную на тороидальном сердечнике 4 из ферромагнитного материала, вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным 5 и внут25 ренним 6 электродами, а также с корот. коэамыкающей их крышкой 7, поворотный стол 8 для испытуемого образца 9 тороидального ферромагнетика, установленный на неподвижной втулке 10 на внутреннем электроде 6 с возможностью вращательного движения. Сердечник 4 первичной обмотки расположен соосно внутри коаксиального цилиндра и выполнен в виде прямого тороида с линейно вкруговую изменяющейся площадью поперечного сечения. Поворотный стол 8 выполнен в виде диска с зубцами на боковой грани, расположенными один относительно другого с дискретным угловым шагом в 90, сочленен с внутренним электро.— дом 6 через (спиральную) коническую пружину 11 и имеет возможность дискретной фиксации положения вращательного движения с помощью пружин- 45 ного стопора 12, который укреплен на наружном электроде 5 коаксиального цилиндра и включает шток 13, сопря" женный с боковой гранью поворотного стола 8, и пружину 14. 50 Поворотный стол 8 снабжен фиксатором испытуемого образца 9 в виде П-образной пластины 15 с цилиндрической пружиной 16 с (центрирующей) конической втулкой 17, при этом плас- 55 тина 15 размещена соосно-подвижно на внутреннем электроде 6. Кроме того, поверхность стола 8 выполнена шеро118 1 ,ховатой. Концы П-образной пластины 15 имеют буртики, сочленяющиеся с соответствующими канавками в диаметрально противоположных стойках поворотного стола 8. Для исключения нарушений квазиста.— ционарности магнитного поля внутри пермеаметра его элементы — стол 8, втулка-подпятник 9, пружина 11, шток 13, пластина 15, пружина 16, втулка 17 — выполнены иэ диэлектрического материала, например из фторопласта. Половины 2 и 3 первичной обмотки 1 могут быть электрически скоммутированы как согласно, так и встречно и подключаются к входу измерительного прибора, например серийного измерителя добротности — куметра. Работа пермеаметра осуществляется следующим образом. В основу его действия положен принцип высокочастотного трансформирования полного сопротивления испытуемого образца 9 ферромагнетика, измеряемого с помощью куметра. Перед началом измерений испытуемый образец 9 ферромагнетика помещается соосно на поворотный стол 8 и фиксируется на нем посредством Побразной пластины 15, поджимающей образец через пружину 16 и втулку 17 к поверхности поворотного стола. После этого производится принудительное угловое вращение (направление обозначено стрелкой на фиг. 2) поворотного стола 8 с образцом 9 иа 360 относительно исходного положео ния, т.е. завод пружины 11 с сообщением ей потенциальной энергии, фиксируемое стопором 12 путем зацепления его штока 13 с соответствующим зубцом на боковой грани диска поворотного стола 8. Затем крышка 7 устанавливается на место и прижимается к электродам 5 и 6, например, с помощью кулачкового затвора (не показан). При этом для поддержания стабильности переходного контактного сопротивления между механически сочлененными элементами половины 2 и 3 первичной обмотки 1 предварительно коммутируются встречно, что позволяет за счет взаимной компенсации возбуждаемых ими составляющих первичного магнитного поля внутри пермеаметра имитировать режим безразличия по отношению к тому, находится там испытуемый образец 9 или нет. Величи1095118 на переходного сопротивления путем, например, изменения усилия механического сочленения сводится к определенному минимальному уровню для данной конструкции пермеаметра, контролируемому по указанию куметра. Магнитные характеристики испытуемого образца 9 измеряются с помощью куметра при согласной коммутации половин 2 и 3 первичной обмотки 1, при этом установленное угловое положение образца принимается за начальное. Для измерения магнитных характеf5 ристик образца при других его угловых положениях в пермеаметре, в частности когда угол равен 90, 180 и 270о, шток 13 стопора 12 кратковременно смещается поступательно и пе20 реводится в зацепление последовательно-поочередно с соответствующими зубцами на боковой грани диска пово ротного стола 8, который автоматически поворачивается за счет раскручи25 вания пружины 11. Таким образом, данному пермеаметру присуща повышенная чувствительность измерений магнитных характеристик высокочастотных тороидальных Зо ферромагнетиков при исследовании круговой несимметрии их свойств. Это обеспечивается путем создания круговой несимметрии первичного магнитного поля внутри пермеаметра эа счет выполнения сердечника перви гной обмотки в виде прямого тороида с линейно вкруговую изменяющейся площадью поперечного (радиального) сечения, поскольку при этом электромагнитной системой первичной обмотки при установленном виде вторичной обмотки формируется магнитное поле коаксиальной конфигурации, напряженность которого в поперечном круговом направлении пропорциональна площадям соответствующих сечений сердечника первичной обмотки, определяющих объем ферромагнитного материала внутри отдельных круговых участков ее витков, равно как и их электромагнитное действие. В пермеаметре реализуется принцип наведения первичного магнитного поля с линейно изменяющейся вкруговую неоднородностью, что позволяет выявлять малейшую круговую несимметрию свойств тороидального образца ферромагнетика, вращаемого в этом поле с дискретным угловым шагом в 90 в поперечном направлении, так как степень трансформации устройства на его отдельных opHoceKTopHbIx участках кратна прои.3ведениям магнитных проницаемостей испытуемого образца на этих участках, зависящих от его исследуемых свойств, и величин напряженностей магнитного поля на этих участках. 1095118 Составитель В. Новожилов Редактор H. !Цвыдкая Техред Т.Дубийчак Корректор О. Билак Заказ 3591/28 Тираж 711 Подписное ВН!!ИГГИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 !и<лип т П!Н! "!Гатант", г. Ужгород, ул. Г!рж ктнан, 
