Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

 

Изобретение относится к устройствам для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов. Цель - повьшение достоверности измерений достигается за счет того, что секции измерительной катушки 2 - внешняя 14 и внутренняя 15выполнены концентричными, блок преобразования содержит масштабирующие блоки 5, 9, вычитающий блок 7, синхронный детектор 11. Блок измерения напряженности магнитного поля выполнен в виде масштабирующих блоков 6, 10, вычитающего блока 8, синхронного детектора 12. Кроме этого, устройство Содержит намагничивающую систему 1 из регулируемого ис очника 16и намагничиванядей катушки 17, генератор 3 управляющего напряжения, Mexaii sM 4 угловых колебаний на оси 18, двухкоординатный регистратор 13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. С S (Л /ff г-ТИ /7- Фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИ.( (504 С 01 R 33 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ «»Б. 11(с " в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3720082/24-21 (22) 04 . 04 . 84 (46) 07.04.87. Бюл. Р 13 (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) Н.К.Трусов (53) 621.317.44 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 792180, кл. G 01 R 33/02, 1979.

Физические свойства металлов и проблемы неразрушающего контроля. минск: Наука и техника, 1978, с. 150-163. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ MAT EPHAJIOB (57) Изобретение относится к устройствам для измерения статических маг.80 ИО2224 А1 нитных характеристик ферромагнитных материалов ° Цель — повышение достоверности измерений достигается эа счет того, что секции измерительной катушки 2 — внешняя 14 и внутренняя

15 выполнены концентричными, блок преобразования содержит масштабирующие блоки 5, 9, вычитающий блок 7, синхронный детектор 11. Блок измерения напряженности магнитного поля выполнен в виде масштабирующих блоков

6, 10, вычитающего блока 8, синхронного детектора 12. Кроме этого, устройство содержит намагничивающую систему 1 из регулируемого источника

16 и намагничивающей катушки 17. генератор 3 управляющего напряжения, меха .: зм 4 угловых колебаний на оси

18, двухкоординатный регистратор 13.

1 3 п. ф-лы, 2 ил °

24 2 вающая катушка 17. Выход генератора

3 подсоединен . к управляющим входам синхронных детекторов 11 и 12 и входу механизма 4. Измерительная катушка 2 закреплена на оси 18 механизма

4. Плоскость витков катушки 2 лежит в плоскости, образованной направлением внешнего намагничивающего поля

Не и осью 18 механизма 4, которая расположена перпендикулярно направлению внешнего намагничивающего поля

Не. Блоки 5, 7, 9 и детектор 11 образуют блок преобразования, а блоки

6, 8, 10 и детектор 12 — блок измерения напряженности магнитного поля.

Образец 19 размещен в поле системы 1.

Работу устройства рассмотрим на примере измерений магнитных характеристик при использовании цилиндрических образцов с соотношением длины к диаметру, большим десяти.

Испытуемый образец 19 (фиг. 2) закрепляют в намагничнвающей системе I так, что его продольная ось перпендикулярна направлению внешнего однородного намагничивающего поля.

Измерительная катушка 2 охватывает центральную часть образца 19. При включении устройства измерительная

I катушка 2 начинает совершать угловые колебания с небольшой угловой амплитудой <у и частотой 52 . Дри этом в секции 15 измерительной катушки 2 возникает переменная ЭДС, амплитуда которой равна:

2 „„=P,цап и (К He +

+ а — 1, амплитуда ЭДС в секции

15; магнитная постоянная, амплитуда и частота угловых колебаний; число витков секции 15,. радиус секции 15; напряженность внешнего намагничивающего поля; радиуо поперечного сечения цилиндрического образца 19; намагниченность образца

19. где е

1 ф-2

R2

Не

1 13022

Изобретение относится А области. измерения магнитных величин, в частности к измерениям магнитных характеристик ферромагнитных материалов на образцах, намагничиваемых в разомкнутой магнитной цепи, и может быть использовано для измерения функциональной зависимости намагниченности от напряженности внутреннего намагничивающего поля. t0

Цель изобретения — повышение достоверности измерений за счет исключения составляющей погрешности, обусловленной периодическим изменением намагниченности образца при его колебаниях во внешнем поле относительно системы измерительных катушек, а также за счет более точного определения напряженности внутреннего поля в образце. 20

На фиг. 1 представлена функцио.нальная схема устройства; на фиг. 2взаимное расположение испытуемого образца и измерительной катушки в намагничивающем поле.

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов содержит намагничивающую систему 1, секционированную измерительную катушку 2, генератор

3 управляющего напряжения, механизм

4 угловых колебаний, первый масштабирующий блок 5, второй масштабирующий блок "6, первый вычитающий блок

7, второй вычитающий блок 8, третий 35 масштабирующий блок 9, четвертый масштабирующий блок 10, первый синхронный детектор 11, второй синхронный детектор 12 и двухкоординатный регистратор 13. Внешняя секция 14 40" измерительной катушки 2 через последовательно соединенные первый масштабирующий блок 5, первый вычитающий блок 7, третий масштабирующий блок 9 и первый синхронный детектор 45

11 подключена к Х-входу регистратора 13. Она также через последовательно соединенные второй масштабирующий блок 6, второй вычитающий блок 8, четвертый масштабирующий 50 блок 10 и второй синхронный детектор

12 подключена к Y-входу регистратора 13. Внутренняя секция 15 измерительной катушки 2 подключена к входам вычитающих блоков 7 и 8. 55

Намагничивающую систему 1 образуют последовательно соединенные регулируемый источник 16 и намагничиВ секции 14 возникает переменная

ЭДС, амплитуда которой равна:

3, ° .. . - 4 е =py pi W, (КНе (2) где 1, — число витков секции 14, R — радиус секции 14.!

На. выходе масштабирующего блока

10 формируется сигнал е,„в соот П O ветствии с уравнением г

= к„ra,ö аз(не(и,„R, — ...—

Тогда при г

W„R, б Я, ЯТ 10

20 о „Я" а (W <„6 15 (4) е = I.

= K>pq tR,HeW + °

a I с о о ° 1 — К И1,кгне г I

К1 а 2

К poÔ„Ä, .не(К, W« - 45

I — —,,(К W«а г

КМ, Н) -ай, )). (5) 2

К,N„a — a

Е M, — КдЫ К, 1 и

o CP ЯТ ответственно коэффициенты масштабирующих блоков 5 и

К вЂ” со1 и ер едачи 55

9. (6) е, = Не — 0,5I = h

Таким образом, при указанных значениях коэффициентов передачи К6 и

К,о амплитуда ЗДС е прямо пропорциональна намагниченности испытуемого образца (К6, К, — соответственно коэффициенты передачи масштабирующих блоков 6 и 10). Синхронно детектируясь детектором 12, ЗДС с выхода блока 10 поступает на координа— ту Y регистратора 13

На выходе масштабирующего блока 9 формируется сигнал е,„ по уравнению

;-де h — напряженность внутреннего намагничивающего поля.

ЗДС е, с выхода масштабирующего блока 10 через синхронный детектор

11 поступает на координату Х регистратора 13, Таким образом,при изменении, например, напряженности внешнего намагничивающего паля по пилообразному закону на регистраторе 13 записывается петля магнитного гистерезиса по намагниченности для материала испытуемого образца.

По сравнению с известными предлагаемое устройство позволяет измерять магнитные характеристики вещества (a не магнитные характеристики образца) на образцах, намагничиваемых в разомкнутой магнитной цепи. Таким образом, предлагаемое устройство имеет более высокую точность измерения магнитных характеристик материалов по сравнению с известными устройствами.

Достоверность измерения повышается также за счет исключения погрешности, вызванной периодическим перемагничиванием образца.

@ормулаизобретения

1. Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее ре "истр атор, намагничивающую систему, с, «ционированную измерительную катушк .. генератор с механизмом угловых колебаний, блок измерения напряженности магнитного поля и блок преобразования, первый и второй входы которого соединены с выходами секций измерительной катушки, вход синхронизации — с выходом генератора, а выход блока преобразования соединен с первым входом регистратора, второй вход которого соединен с выходом блока измерения напряженности ,магнитного поля, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений, секции измерительной катушки выполнены концентричными и кинематически соединены с механизмом угловых колебаний, а блок преобразования выполнен в виде последовательно соединенных первого масштабирующего блока, вычитающего блока, второго масштабирующего блока и синхронно=о детектора, при этом первый и второй входы блока преобра13022

Составитель С.Шумилишская

Техред Л. Сердюкова Корректор А.Ильин

Редактор Н.Тупица

Тираж 731 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 12 14/45

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зования соединены с входом первого масштабирующего блока и входом вычитающего блока соответственно, а вход синхронизации блока преобразования соединен с входом управления синхронного детектора, выход которого соединен с выходом блока преобразова-: ния.

2. Устройство IIQ II 2, o T JI H — 10 чающе е с я тем, чтоблокизмерения напряженности магнитного поля выполнен в виде последовательно соединенных первого масштабирующего блока, вычитающего блока, второго

24 6 масштабирующего блока и синхронного детектора, при этом первый и второй входы блока измерения напряженности магнитного поля соединены с входом первого масштабирующего блока и вторык входом вычитающего блока соответственно, вход синхронизации блока измерения напря;бренности магнитного поля соединен с входом управления синхронного детектора, выход которого соединен с выходом блока измерения напряженности магнитного поля, входы которого соединены с соответствующими входами блока преобразования.