Способ формирования магнитного потока в ферромагнитном образце

 

СПОСОБ ФОРНИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА В ФЕРРОМАГНИТНОМ ОБРАЗЦЕ основанный на, первоначальном намагни чивании образца периодическим током произвольной формы и корректировании формы этого тока путем последователь ных приближений до совпадения формы магнитного потока с формой эталонного сигнала, отличающи йс я: тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданного закона изменения/магнитного потока, форму эталонного сигнала задают нормированной во времени последовательность дискретных значений, на каждом шаге последовательных приближений фиксируют пары дискретных значений сигналов, пропорциональных току и магнитному . потоку, для каждого нормированного дискретного значения магнитного потока Определяют в пределах одноимен-, ных интервалов монотонности номер равного ему дискретного значения эталонного сигнала, который присваивают значению тока намагничивания, сопряженному с выбранным значением магнитного потока, формируют временную i последовательность дискретных значеНИИ тока намагничивания в порядке возрастания номеров и воспроизводят ее на следующем шаге последовательных приближений, ,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ъ з(59 G 01 R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3635021/24-21 (22) 29.06.83 (46) 15.12.84. Бюл. Р 46 (72) В.К. Новиков и В.В. Моисеенко (71) Владимирский политехнический институт (53) 621.317.44(088.8) (56) 1. Сб. "Исследования в области теоретического и прикладного магнетизма". АН СССР, ИФМ, вып. 26, 1967, с. 111.

2. Krug M. Auj rechterhaltung der

sinusformigen 1nduktion bei hohen

Peldstochen in Prufjochen fur Elektrobleche. Archiv fur technisches

Messen und ludu stricle Messtechnik.

N. 11, 1962 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА В ФЕРРОМАГНИТНОМ ОБРАЗЦЕ, основанный на первоначальном намагничивании образца периодическим током произвольной формы и корректировании формы этого тока путем последовательных приближений до совпадения формы магнитного потока с формой эталонного сигнала, о т л и ч а ю щ и и с ж тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданного закона изменения магнитного потока, форму эталонного сигнала задают нормированной во времени последовательностью дискретных значений, на каждом шаге последовательных приближений фиксируют пары дискретных значений сигналов, пропорциональных току и магнитному потоку, для каждого нормированного дискретного значения магнитного потока определяют в пределах одноименных интервалов монотонности номер

f равного ему дискретного значения эта" Е лонного сигнала, который присваивают. значению тока намагничивания, сопря: женному с выбранным значением магнит.ного потока, формируют временную

Ю \ последовательность дискретных значе ний тока намагничивания в порядке возрастания номеров и воспроизводят ее на следующем шаге последовательных приближений.

1129575

Изобретение относится к магнитными измерениям и может быть использовано в автоматизированных измерительных устройствах для испытаний магнитных материалов и изделий из них. 5

Известен способ получения синусоидального потока индукции в ферромагнитном образце с помощью следящих систем, состоящий в том, что образец намагничивают периодическим 1О током, получают сигнал рассогласования, пропорциональный разности эта лонного сигнала и сигнала магнитного потока, и корректируют сигнал тока .намагничивания путем вычитания из не- 1 го полученного сигнала рассогласова-ния до совпадения формы магнитного. потока с формой эталонного сигнала (1) .

Недостаток способа . заключается в том, что система, в которой в качестве корректирующего воздействия принимается величина рассогласования между эталонным сигналом и сигналом магнитного потока, сводится к системе регулирования с нелинейным элементом в контуре регулирования, работа которой может быть неустойчива.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является епо соб формирования синусоидального закона изменения магнитного потока в образце, состоящий в том, что образец намагничивают периодическим токомм произ вол ьиой формы и корр ектируют форму этого тока путем введения в состав основной гармоники сигнала то- ка намагничивания высших гармонических составляющих, причем необходимые амплитудно-фазовые соотношения между 4О сигналами основной гармоники и каждой высшей гармоникой устанавливают последовательными приближениями до совпадения формы магнитного потока с формой эталонного сигнала f2) . 4S

Точность формирования заданного закона изменения магнитного потока в образце определяется количеством высших гармоник, вводимых в состав основного сигнала, которое при прак- >О тической реализации данного способа является ограниченным по технико-эко" номическим причинам. Кроме того, способ характеризуется сложностью алго-, ритма управления амплитудно-фазовыми 55 соотношениями между гармониками, так .как регулирование одновременно про;изводится по двум параметрам — по амплитуде и по фазе, а формирование управляющего воздействия — по оценке интегрального параметра, например,. коэффициента гармоник, или спектральных характеристик сигнала магнитной индукции. Регулирование амплитуднофазовыми соотношениями с целью получения заданной формы магнитного пото". ка неизбежно приводит к изменению ам.плитуды магнитного потока от заданной, что требует повторения процесса коррекции формы магнитной индукции.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения заданного закона изменения магнитного потока в ферромагнитном образце.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формирования магнитного потока в ферромагнитном обr разце, основанном на первоначальном намагничивании образца периодическим током произвольной формы и ! корректировании формы этого то ка путем последовательных приближений до совпадения формы магнит ного потока с формой эталонного сигнала, форму эталонного сигнала задают нормированной во времени последовательностью дискретных значений, на каждом шаге последовательных приближений фиксируют пары дискретных значений сигналов, пропорциональных току и магнитному потоку, для каждого нормированного дискретного значения магнитного потока определяют в пределах одноименных интервалов монотонности, номер равного ему дискретного значения эталонного сигнала, который присваивают значению тока намагничивания, сопряженному с выбранным значением магнитного потока, формируют временную последовательность дискретных значений тока намагничивания в порядке возрастания номеров и воспроизводят ее на следующем шаге последовательных приближений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого.способа; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство (фиг. 1) состоит из последовательно соединенных функционального генератора 1 кодов, электронно-вычислительной машины (ЭВМ) 2, цифро-аналогового преобразователя 3, усилителя 4, намагничивающей обмотки 5 и резистора 6, последовательно

3 11295 соединенных измерительной обмотки 7, интегратора 8 и аналого-цифрового преобразователя 9, соединенного со входом ЭВМ, управляемого таймера 10 и блока 11 сравнения кодов, подключенных к ЭВМ 2 и к генератору 1 кодов. .Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально намагничивают исследуемый ферромагнитный образец !О произвольной формой тока<(Ц (фиг.2), амплитуда которого устанавливается из условия получения требуемой амплитуды магнитного потока в образце, с помощью управляемого таймером 10 функционального генератора 1 кодов, сигнал с выхода которого через ЭВМ 2, цифро-аналоговый преобразователь 3 и усилитель 4 подается на намагничивающую обмотку 5 (фиг. 1) На фиг. 2 2щ форма тока намагничивания для упрощения выбрана синусоидальной. Коррекцию формы тока намагничивания, пред, ставленного кодами, пропорциональными дискретным значениям непрерывного 2S сигнала, осуществляют с помощью ЭВМ 2

Эталонный сигналЦ ф(фиг. 2) также задают функциональным генератором 1 кодов в виде последовательности дискретных значений, обозначенных номерами ri, например, в порядке их возрастания от 1 до Й, причем каждый номер однозначно определяет временную координату дискретного значения этого сигнала., задаваемого таймером 10.Вре35 менная координата эквивалентна адресу ячейки памяти в ЭВМ 2, в которую заносится код, пропорциональный этому значению.

Процесс коррекции для первого шага последовательных приближений. С помощью аналого-цифрового преобразова теля 9, подключенного входами к рези-. стору 6 и к измерительной обмотке

7 через интегратор 8, фиксируют в па-45 мяти ЭВМ 2 петлю гистерезисаф )(фиг.1) в виде пар дискретных значений сигналов,. пропорциональных току и магнитному потоку. Затем с помощью блока .

11 кретного значения сигнала магнитного потокаФ(Ф)находят:.равное значение эта.

75 4 лонного сигналами ф. Например, значе-, нию F< соответствует значение Ц .

Э „n

Для устранения неоднозначности поиск ведут на одноименных интервалах моно" тонности 0Ь . Значение 7 координатами

ll -ой точки петли гистерезиса связано с дискретным значением тока намагничивания, которому присваивают номер найденного значения эталонного сигнала. Аналогично определяют.и остальные дискретные значения тока намагничивания, которые затем запоминают в специально отведенном массиве памяти ЭВМ 2 в порядке возрастания их номеров и воспроизводят. на следующем шаге коррекции в моменты времени, определяемыми номерами этих значений по сигналам таймера 10. Форма воспро.изводимого тока намагничивания соответствует скорректированной форме токж щ (t j (фиг. 2) .

Форма динамической петли гистерезиса, определяемой в основном величиной динамической коэрцитивной силы, зависит от относительного уровня высших гармонических составляющих в спектре сигнала магнитного потока.

Поэтому перемагничивание образца на следующем шаге последовательных приближений скорректированной формой тока lapp(g) ° определенной на первом шат

re при изменении координаты петли .гистерезиса, связанной с магнитным потоком, по синусоидальному закону, вызывает уменьшение ширины этой петли, что на фиг. 2 показано кривой

9(»„, 1. Затем аналогично .производится, следующий шаг коррекции и т.д. Окончание процесса коррекции характеризуется установлением неизменной формы петли гистеревиса, при которой ис

I комая форма тока намагничивания обес1 печивает заданный закон изменения магнитного потока.

При использовании предлагаемого способа повышается точность воспроизведения заданной формы магнитного потока, так как не требуется формировать высшие гармоники в сигнале тока намагничивания, как указано в прототипе, и ограниченное количество которых определяет предел точности.

1129575

Составитель А. Дивеев

Техред С.Легеэа Корректор А. Зимокосов

Редактор А. Киштулинец

Закаэ 9447/37

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал НПП "Патент", r.. Ужгород, ул, Проектная, 4