Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных образцов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНМ СТАТИЧЕСКИХ МАГЩТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ ОБРАЗЦОВ, содержащее последовательно соединенные регулируемый генератор постоянного тока, намагничивающую катушку и эталонньй резистор, генератор управлякяцего напряжения , связанный с механизмом, возвратно-поступательных перемещений с полостью и синхронным детектором. измерительную катушку, подключенную к второму входу синхронного дет.ёктора , выход которого связан с йертика хьной разверткой двухкоордннатного регистрирующего прибора, измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, оно снабжено автокомпенсационным феррозондовым измерителем напряженности магнитного поля, вьтолненным в виде феррозонда-полимера и последовательно соёдиненньк компенсирующего соленоида и измерительного блока, выход которого подсоединен к входу гориi зонтальной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора, а фер (Л С розонд - полимер с компенсирующим соленоидом феррозондового измерителя расположен в полости упомянутогр механизма.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПЛ ЛИН ив SUau

3с5р G 01 R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3648498/24-21 (22) 30.09.83 (46) 15.12.,84. Бюл. ¹ 46 (72).Н.К. Трусов (71-) Институт прикладной физики

АН БССР .(53) 621.317.44(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3393896/18-21, кл, С 01 R 33/12, 08.07 .82. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ОБРАЗЦОВ, с одержащее последовательно соединенные регулиpyemiA генератор постоянного тока, намагничивающую катушку и эталонный резистор, генератор управляющего напряжения, связанный с механизмом, возвратно-поступательных перемещений с полостью и синхронным детектором, измерительную катушку, подключенную к второму входу синхронного детектора, выход которого связан с вертикальной разверткой двухкоординатного регистрирующего прибора, измерительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, оно снабжено автокомпенсационным феррозондовым измерителем напряженности магнитного поля, выполненным в виде феррозонда-полимера и последовательно соединенных компенсирующего соленоида и измерительного блока, выход которого подсоединен к входу горизонтальной развертки двухкоординат1 ного регистрирующего прибора, а фер- розонд — полимер с компенсирукицим соленоидом феррозондового измерителя расположен в полости упомянутого механизма.

1129576

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано при определении статических магнитных характеристик стержневых образцов ферромагнитных материалов, намагничиваемых в постоянном поле в разомкнутой магнитной цепи.

Наиболее,"близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения статических 10 магнитных характеристик ферромагнитных цилиндрических образцов, содержащее последовательно соединенные регулируемый генератор постоянного тока, . намагничивающую катушку и эталонный 1S резистор, генератор управляющего напряжения, связанный с механизмом возвратно-поступательных перемещений с полостью, два синхронных детектора, измерительную катушку, два опе- 20 рационных усилителя и блок регистрации Ц .

Однако это устройство характеризуется недостаточными чувствитель;ностью и точностью. 25

Цель изобретения — повышение чувст вительности и точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных образцов, содержащее последовательно соединенные регулируемый генератор постоянного тока, намагничивающую катушку и эталонный резистор, генератор управляющего напряже.З5 ния, связаннык с механизмом возврат- но-поступательных перемещений с полостью и синхронным детектором, измерительную катушку, подключенную к второму входу синхронного детектора, вы"4О ход которого связан с вертикальной ..разверткой двухкоординатного регистрирующего прибора, измерительнь1й блок, снабжено автокомпенсационным феррозондовым измерителем напряжен- 4> ности магнитного поля, выполненным в виде феррозонда-полимера и последовательно соединенных компенсирующего соленоида и измерительного блока, выход которого подсоединен к 50 входу горизонтальной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора, а феррозонд-полимер с компенсирующим соленоидом феррозондового измери.теля расположен в полости упомянуто- 55

ro механизма.

На фиг. 1 представлена функциональ-, ;ная схема предлагаемого устройства, 2 на фиг. 2 — взаимное расположение в соленоиде испытуемого ферромагнит. ного образца, феррозонда с компенсирующим соленоидом и измерительной катушки.

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов содержит последовательно соединенные регулируемый генератор 1 постоянного тока, намагничивающую катушку 2 и эталонный резистор 3, генератор 4 управляющего напряжения, связанный с механизмом

5 возвратно-поступательных перемещений (вибратор) с полостью и синхронным детектором 6, измерительную катушку 7, автокомпенсационный феррозондовый измеритель 8 напряженности магнитного поля и двухкоординатный регистрирующий прибор 9. На функциональной схеме устройства показаны также шток 10 вибратора с закрепленным на нем испытуемым ферромагнитным образцом 11, феррозонд-полимер 12 с компенсирующим соленоидом 13, подключенные ко входу феррозондового измерителя 8. Выход измерителя 8-подключен к горизонтальной развертке двухкоординатного регистрирующего прибора 9.

Измерительная катушка 7 через синхронный детектор,6 подключена к вертикальной развертке двухкоординатного регистрирующего прибора 9. На фиг, 2 представлена схема взаимного расположения намагничивающей катушки 2, испытуемого ферромагнитного образца t1 закрепленного на штоке 10 иэмерительной катушки 7, и компенсирующего соленоида 13, с расположенным в центре его вдоль пРодольной оси ферроэонда-полимера 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на штоке 10 механизма 5 закрепляют ферромагнитный.образец 11 так, что он располагается в однородном магнитном поле намагничивающей катушки 2 вдоль ее продольной оси, при этом образец 11 выполнен в.-виде полого ферромагнитного цилиндра. Затеи устанавливается измерительная катушка 7, край которой охватывает с небольшим зазором центральное поперечное сечение образца

11. На каркасе измерительной катушки 7 закреплен компенсирующий соленоид 13 с феррозондом-полимером 12 так, что при установке йзмерительной

576

g =444gMs и е =р,3 fr(6,M-н,e„j, 20 фид. 2, BHHHQH Заказ 9447/37 Тираж 710 Подаиское

Филиал IIGII "Патеат", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 1129 катушки феррозонд-полимер-12 ра пола гается в полой части образца 1 1 сим . метрично относительно его центрального поперечного сечения. Далее включают регулируемый генератор 1 постоян- 5 ного тока и включают механизм 5. При этом образец 11 начинает. совершать в однородном магнитном поле намагничивающей катушки 2 возвратно-поступательные колебания с небольшой ампли 1п тудой и частотой. В измерительной катушке 7 возникает переменная ЭДС, равная 1. где6„, — амплитуда ЭДС в измерительной катушке, .1, — амплитуда и частота вибрации: образца 11, %at — - плотность намотки проводом . измерительной катушки на еди. ницу длины

8 — площадь поперечного сечения ферромагнитного образца 11;

5 - площадь поперечного сечения измерительной:катушки 7;, 1 — намагниченность образца 11 в его центральном поперечном сечении, Мо- напряженность размагничиваю- ЗО щего поля образца в его центральном поперечном сечении.

Для того, чтобы амплитуда ЭДС под1 чинилась этому уравнению, длину измерительной катушки 7 выбирают так, чтобы второй конец ее находился на таком расстоянии от центрального сечения образца 1i, где можно пренебречь величиной индукции магнитного поля рассеяния образца по сравнению с магнитной индукцией в центральном сечении образца °

Taz; как9„АМ, то для амплитуды

ЭДС, наводимой в измерительной катушке 7, справедливо уравнение

Таким образом, амплитуда ЭДС прям пропорциональна намагниченности ис-, пытуемого образца 11.

Как видно иэ функциднальйой схе.-, мы, эта ЭДС, выпрямленная синхронным детектором 6, подается на вертикаль-, ную развертку двухкоординатного реги-, стрирующего прибора 9, на горизонталЬ. ный вход которого подается с ферро-, зондового измерителя сигнал,.пропорциональный напряженности внутреннего намагничивающего поля.

При непрерывном изменении по пило образному закону напряженности внешнего намагничивающего поля на двухкоор-. динатном приборе 6 происходит запись: петли магнитного гистерезиса.

Таким образом, повышение чувстви- . тельности измерений обеспечивается высокой чувствительностью феррозонда, а повышение точности — автокомленса-. ционной схемой измерений. и тем чтоферрозонд непосредственно реагирует на напряженность внутреннего намагничивающего поля. Влияние подмагничнвания испытуемого ферромагнитного образца полем компенсирующего соленоида практически устраняется выбором его длины.