Устройство для измерения магнитострикции

 

Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля магнитострикционных характеристик ферромагнитных материалов. Цель изобретения - повьшение помехозащищенности и производительности устройства. Намагничивающая обмотка 2 ферромагнитного ярма 1 замыкает испытуемый образец 3 и преобразователь (обмотку) 3 5 индукции. Устройство содержит компенсационный блок 11, селективный усилитель 12, фазочувствительный демодулятор 13, фильтр 14 нижних частот, блок 15 индикации, генератор 16 несущей частоты и фазорегулятор 17. Измерительный преобразователь 6 выполнен в виде немагнитного основания 8 с упругими токопроводящими пластинами 7 и измерительными обмотками 9 и 10, размещенными соосно. При намагничивании образца 3 за счет силы трения происходит отклонение пластин 7 от среднего положения, что вызывает изменение индуктивности обмоток 9 и 10. Возникающий разбаланс схемы характеризует маг-нитострикционное изменение длины Iобразца 3.. Воздействие внешних шумов и вибраций приводит к увеличению индуктивности обмотки 9 или 10 при одновременном уменьшении индуктивности другой обмотки. Поэтому сигнал на выходе компенсационного блока 11 будет равен нулю. 1 ил. (Л со 4 СП 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4158 А1 (19) (11) (51)4 G 01 R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) ЪМ;;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4083977/24-21 (22) 07.07.86 (46) 15.02.88, Бюл. 9 6 (71) Владимирский политехнический институт (72) Л.Л. Полякова, А.Я. Чернокоз, С.А. Сбитнев и В.Е. Шмелев (53) 621.317.44(088.8) (56) Чечерников С.И. Магнитные измерения; Изд. МГУ, 1969, с. 178 179.

Авторское свидетельство СССР

У 798655, кл. G 01.R 33/18, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТОСТРИКЦИИ (57) Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля магнитострикционных характеристик ферромагнитных материалов. Цель изобретения — повышение помехозащищенности и производительности устройства.

Намагничивающая обмотка 2 ферромагнитного ярма 1 замыкает испытуемый образец 3 и преобразователь (обмотку) 5 индукции. Устроиство содержит компенсационный блок 11, селективный усилитель 12, фазочувствительный демодулятор 13, фильтр 14 нижних частот, блок 15 индикации, генератор 16 несущей частоты и фазорегулятор 17. Измерительный преобразователь 6 выполнен в виде немагнитного основания 8 с упругими токопроводящими пластинами

7 и измерительными обмотками 9 и 10, размещенными соосно. При намагничивании образца 3 за счет силы трения происходит отклонение пластин 7 от среднего положения, что вызывает изменение индуктивности обмоток 9 и 10.

Возникающий разбаланс схемы характеризует магнитострикционное изменение длины образца 3., Воздействие внешних шумов и вибраций приводит к увеличению индуктивности обмотки 9 или 10 при одновременном уменьшении индуктивности другой обмотки. Поэтому сигнал на выходе компенсационного блока

11 будет равен нулю. 1 ил.

1374158

Изобретение относится к магнитным измерениям, а именно к измерению магнитострикции ферромагнитных материалов, и может быть использовано для неразрушающего контроля магнитострикционных характеристик в металлур" гической и электротехнической промышленности.

Цель изобретения — повышение поме- 10 хозащищенности и производительности устройства.

На чертеже представлено устройство для измерения магнитострикции.

Устройство для измерения магнитострикции содержит пермеаметр, состоящий из ферромагнитного ярма 1 с намагничивающей обмоткой 2, замыкающего испытуемый образец 3, расположенный на немагнитной опоре 4, и преоб- 20 разователь (обмотку) 5 индукции. Измерительный преобразователь 6 содержит две упругие токопроводящие ппастины 7, немагнитное основание 8 и две измерительные обмотки 9 и 10. На 25 противоположных гранях основания 8 консольно закреплены упругие пластины 7, свободные торцовые части которых соприкасаются с поверхностью образца 3. Между пластинами ? располо- 30 жены измерительные обмотки 9 и 10, включенные встречно.

Устройство содержит также последовательно соединенные компенсационный блок 11, селективный усилитель

12, фазочувствительный демодулятор

13, фильтр 14 нижних частот и блок

15 индикации. Кроме того, имеется генератор 16 несущей частоты, первый вход которого связан с вторым входом 40 блока 11, а второй выход — через фазорегулятор 17 с вторым входом (входом синхронизации) демодулятора 13.

Устройство работает следующим образом. 45

При намагничивании образца 3 вслед. ствие магнитострикции происходит изменение его линейных размеров, пе. редаваемое за счет трения пластинам 7. Обмотки 9 и 10 запитываются током высокой частоты (>, 500 кГц)

50 от генератора 16 через блок 11. Отклонение пластин 7 от среднего положения вызывает изменение индуктивности обмоток 9 и 10 за счет влияния вихревых токов, наводимых в электро55 проводящем слое пластин 7. При воздействии магнитострикции происходит одновременное увеличение (уменьшение) индуктивности обмоток 9 и 10. Возникает разбаланс схемы предварительно уравновешенного блока 11, и сигнал на его выходе оказывается пропорциональным сумме изменений индуктивностей обмоток 9 и 10, характеризующей магнитострикционное изменение длины образца 3. Воздействие внешних шумов и вибраций приводит к увеличению индуктивности одной из обмоток 9, 10 при одновременном уменьшении индуктивности другой обмотки. Параметры обмоток 9 и 10 выбраны одинаковыми.

При этом зазоры между пластинами 7 и" обмотками 9 и 10 подобраны таким образом, чтобы изменение индуктивностей происходило по линейному закону. При выполнении этих условий суммарное изменение индуктивностей обмоток 9 и 10,от воздействия внешних вибраций и шумов равно нулю. Сигнал на выходе блока 11 также равен нулю. В реальном случае компенсация происходит не полностью за счет неполной идентичности параметров обмоток .9 и 10.

После усиления селективным усилителем 12 выходное напряжение блока 11 подается на фазочувствительный демодулятор 13, в котором происходят выделение огибающей амплитудно-модулированных колебаний и фильтрация высокочастотной составляющей несущего сигнала. Опорное напряжение снимается с генератора 16 через фазорегулятор 17, обеспечивающий синфазность опорного и несущего сигналов. После фильтрации сигнал поступает в блок

15 индикации. За счет того, что преобразователь 6 магнитострикционных перемещений выполнен накладным и не требует закрепления образца 3, время на проведение измерений значительно сокращается. Изменение положения упругих пластин 7 при установке накладного преобразователя 6 на поверхность образца 3 не вызывает изменения чувствительности преобразователя 6, работающего на линейном участке характеристики графика.

Повторного проведения операции калибровки при этом не требуется.

Преобразователь 6 в устройстве не нуждается в магнитном экранировании, так как не содержит нелинейных ферромагнитных элементов. Это дает воз1374158

Составитель С. Шумилишская

Редактор Н. Швыдкая Техред А.Кравчук

Корректор М. Пожо

Заказ 571/42 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

-H r

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 можность проводить испытания также и в режиме магнитного насыщения образца 3. Применение высокой частоты опорного генератора (500 кГц) позволяет использовать обмотки 9 и 10 с малым числом витков. При этом ЭДС, наводимая внешним магнитным полем низкой частоты, невелика. Уменьшение указанной ЭДС достигается также встре10 чным включением обмоток 9 и 10 преобразователя 6. Окончательное подавление низкочастотной наводки производится селективным усилителем 12.

3а счет того, что размеры токопро15 водящего слоя на упругих пластинах 7 могут быть выбраны большими,чемдиаметр измерительных обмоток 9 и 10, преобразователь 6 нечувствителен к поперечным воздействиям вибраций и шумов. Уменьшение воздействия продольной составляющей внешних вибраций и шумов обеспечивается идентичностью параметров обмоток 9 и 10 преобразователя 6. При этом выходные сигналы, пропорциональные изменениям индуктивностей, взаимно компенсируются.

Таким образом, устройство облада- 30 ет высокой помехозащищенностью и обеспечивает высокопроизводительный контроль ферромагнитных образцов.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнито.стрикции, содержащее ярмо с намагничивающей обмоткой и преобразователем индукции, немагнитную опору образца, последовательно соединенные компен сационный блок, селективный усилитель и последовательно соединенные фазочувствительный демодулятор, фильтр нижних частот и блок индикации, а также две измерительные обмотки, подключенные к соответствующим входам компенсационного блока, фазорегулятор и генератор несущей частоты, первый выход которого соединен с входом питания компенсационного блока, а вто.рой — с входом фазорегулятора, выход которого соединен с входом синхронизации фазочувствительного демодулятора, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и производительности устройства, в него введены. немагнитное основание и две упругие токопроводящие пластины, концы которых расположены на противоположных боковых гранях немагнитного основания, причем измерительные обмотки размещены соосно, а их ось перпендикулярна плоскости упругих токопроводящик пластин, причем выход селективного усилителя соединен с входом фазочувствительного демодулятора.