Устройство для автоматического измерения магнитной восприимчивости

 

Изобретение относится к технике измерения магнитной восприимчивости и предназначено для исследования елабомагнитных и феррома гнитных веществ. Цель изобретения - повьшение точности измерения при высокихтемпературах . Воздействующее на образец 1 магнитное поле изменяет положение маятника . При этом зеркало 21, отклоняя луч осветителя 20, меняет освещенность фотодатчика 19. Сигнал разбаланса через усилитель 16 и регистрирующий прибор 17 подается на соленоиды i 18 и возвращает маятник в исходное СЛ 05 сл сд со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU, 1265579 д1> 4 G 01 М 27/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3853149/24-21 (22) 06,02.85 (46) 23.10.86. Бюл. М - 39 (» ) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) С. В. Коновалов, В. В. Сингер и И. 3. Радовский (53) 621.317.44(088.8) (56) Антипин В. А., Ершин И. В. Автоматические весы для измерения магнитной восприимчивости. — Журнал физической химии, 1978, т,. 52, вып. 1, с. 229.

Авторское свидетельство СССР

М 711511, кл. G 01 Р 33/16. 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ (57) Изобретение относится к технике измерения магнитной восприимчивости и предназначено для исследования слабомагнитных и ферромагнитных веществ.

Цель изобретения — повьппение точности измерения при высоких-температурах. Воздействующее на образец 1 магнитное поле изменяет положение маятника. При этом зеркало 21, отклоняя луч осветителя 20, меняет освещенность фотодатчика 19. Сигнал разбаланса через усилитель 16 и регистрирующий прибор 17 подается на соленоиды с (D

18 и возвращает маятник в исходное

126 положение. Магниты 13 наводят ЭДС в катушках индукционного датчика 14, пропорциональную скорости перемещения груза 5. Этот сигнал действует на маятник таким образом, что скорость перемещения груза 5 гасится. Индукционный датчик вместе с грузом 5 размещены на конце гибкого стержня 4, частота собственных изгибных колебаний которого совпадает с частотой собственных колебаний свободного конца штока 2. Для этого длина и изгибная жесткость стержня должны удовлетворять соотношению, приведенному в описании. В этом случае демпфирующая цепь следящей системы гасит

5579 не только колебания подвижной части как целого, так и изгибные колебания свободных концов стержня 4 и штока 2,. а чувствительность следящей системы может быть увеличена без нарушения ее устойчивости. Расположение фотодатчика 19 за пределами камеры установки исключает влияние на него условий внутри камеры. Горизонтальные опорные иглы 9 уменьшают величину случайных смещений подвижной части весов на опорах, а также удерживают ее при сняснятии штока 2 с образцом 1, уменьшая износ поверхностей опор и устраняют необходимость в системе арретирования весов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике измерения магнитной восприимчивости, предназначенной для исследования клабомагнитных и ферромагнитных веществ при высоких температурах. 5

Целью изобретения является повышение точности измерений при высоких температурах.

В данной конструкции весов индукционный датчик вместе с балансировоч- 1О ным грузом размещены на конце гибкого стержня, частота собственнъгх изгибных колебаний которого совпадает с частотой собственных колебаний свободного конца штока. Для этого длина и изгиб- 15 ная жесткость стержня должны удовлетворять приведенному выше соотношению, которое получено на основании приближенного математического решения задачи о наименьшей частоте собственных 20 иэгибных колебаний стержня, жестко закрепленного одним концом и имеюще-, го сосредоточенную массу на другом конце. В этом случае демпфирующая цепь следящей системы гасит не только колебания подвижной часги как целого, но и изгибные . колебания свободных концов стержня и штока, а чувствительность самой следящей системы может быть увеличена беэ нарушения ЗО ее устойчивости. Демпфирование весов с помощью независимого индукционного датчика позволяет применить в качестве датчиков положения подвижной части датчики с меньшим быстродействием по сравнению с емкостными, например фотодатчики. При использовании фотодатчнков следящей системой может служить усилитель постоянного тока, а сами датчики установлены за пределами камеры установки, что исключает влияние на них температуры среды в камере.

Точность весов зависит также от устойчивости их поцвижной части на опорах. Ограниченная жесткость штока и высокий коэффициент чувствительности следящей системы обусловливают заметную вибрацию подвижной части в период установления рабочего режима устройства. Для горизонтальных игл величина случайных смещений на опорах меньше, чем для вертикальных— это используется во многих приборах для улучшения центровки подвижных частей. В предлагаемом устройстве такое преимущество горизонтального расположения игл дополняется тем, что во время работы следящей системы углы поворота подвижной части очень малы и относительное скольжение опорных поверхностей отсутствует, т ° е. в опорах имеется лишь трение качения как и при вертикальном расположении игл.

Кроме того, горизонтальные иглы удерживают подвижную часть весов при снятии (установке) штока с образцом, 1265579 что повышает удобство эксплуатации и уменьшает износ соприкасающихся поверхностей игл и опор.

На чертеже приведены блок-схема следящей системы и общий вид подвижной части предлагаемого устройства с частичным вырезом втулки и посадочного конуса для лучшего показа конструкции.

Устройство для автоматического измерения восприимчивости включает маятниковые весы и следящую систему.

Исследуемый образец 1 закреплен на съемном маятнике весов, состоящем из кварцевого штока 2 с тугоплавким наконечником общей длиной 0,5 м, посадочного конуса 3 и гибкого стержня

4 из немагнитной стали длиной 0,12 м с балансировочным грузом 5 на конце.

Для управления положением маятника на конусе 3 укреппено коромысло 6 с магнитами 7 силовой обратной связи.

Маятник удерживается конической втулкой 8, установленной на горизонтальных опорных иглах 9. Штифт 10 в конусе 3 определяет его положение во втулке 8. Для тонкой балансировки весов служат грузы !1. Шток 2 соединен с конусом 3 с возможностью поворота и фиксируется гайкой 12. Стер-. ЗО жень 4 :жестко соединен с конусом 3, а его изгибная жесткость подобрана в соответствии с приведенным соотношением. Магниты 13 индукционного датчика расположены на балансировочном З грузе 5. Следящая система устройства содержит индукционный датчик 14, фильтр 15 низкой частоты, усилитель

16 постоянного тока, регистрирующий прибор 17, соленоиды 18 обратной 4р связи, дифференциальный фотодатчик

l9 и осветитель 20, луч которого отражается зеркалом 21, расположенным на коромысле 6 маятника.

Магнитное поле, действуя на обра- 45 зец 1, изменяет положение маятника, тогда зеркало 21, отклоняя луч осветителя 20, меняет освещенность фотодатчика 19. Сигнал разбаланса через усилитель 16 и регистрирующий прибор gp

17 подается на соленоиды 18 и возвращает маятник в заданное положение.

При этом магниты 13 наводят в катушках индукционного датчика 14 ЭДС,. пропорциональную скорости перемещения груза 5. Этот сигнал, после фильтра 15, усиленный демпфирующей цепью усилителя 16, действует на маятник таким образом, что скорость перемещения груза 5 гасится. Так как жесткость стержня 4 обеспечивает равенство частот изгибных колебаний обоих концов маятника, то при этом гасится и скорость перемещения конца штока

2. Фильтр 15 низкой частоты препятствует возбуждению следящей системы на звуковых частотах, а груз 5 обеспечивает избирательность индукционного датчика 14 к наинизшей частоте колебаний маятника. Существенное изменение жесткости стержня 4 или расположения магнитов 13 относительно рекомендованных приводит к необходимости уменьшения коэффициента чувствительности следящей системы вследствие ее возбуждения.

В связи с гашением изгибных колебаний штока, нарушающих устойчивость следящей системы, ее коэффициент чувствительности может быть увеличен,, причем демпфирование весов с помощью независимого индукционного датчика позволяет использовать фотодатчик и в качестве датчика положения маятника и, расположив его за пределами камеры установки, исключить влияние на него условий внутри камеры при высокотемпературных измерениях. В этом случае следящая система может иметь более простое устройство, представляющее собой усилитель постоянного тока.

Горизонтальные опорные иглы уменьшают величину случайных смещений подвижной части весов на опорах, а также удерживают ее при снятии штока с образцом, уменьшая износ поверхностей опор и устраняет необходимость в системе арретирования весов, Формула изобретения !. Устройство для автоматического измерения магнитной восприимчивости, содержащее весы с коромыслом, коническое гнездо, съемный упругий шток с посадочным корпусом и следящую систему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при высоких температурах, устройство снабжено гибким стержнем, присоединенным к посадочному конусу съемного штока и балансировочным грузом, расположенным на свободном конце стержня, причем длина и изгибная жест79 ня и .ока соответствен(— ) х где L,, м

Составитель А. Синченко

Редактор В. Иванова Техред Н.Глущенко Корректор А. 0бручар

Заказ 5653/37

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва„ R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 12655 кость стержня связаны с длиной и иэгибной жесткостью .штока соотношением и 1 д

ЙО, + 8 М ш ц + 17 ш / E Т ш 5 .? — длины стержня .и штока

w соответственно;

М вЂ” массы стержня и штока ш соответственно;

m — массы грузов, сосредоточенных на концах стержня и штока соот«. ветственно;

E — модули упругости материалов стержня и штока;

I — центральные моменты инерции плоскостей поперечных сечений стержно, а опорные иглы подвижной части весов расположены горизонтально, 2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, следящая система включает соленоиды индукционный датчик скорости перемещения груза, фотодатчик, фильтр, усилитель постоянного тока и измерительный прибор, причем фильтр соединен с индукционным датчиком, выход фильтра соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом измерительного прибора, выход которого соединен с соленоидами, а индукционный датчик скорости перемещения груза размещен на свободном конце гибкого стержня.