Устройство для измерения параметров предельной статической петли гистерезиса

 

Изобретение может быть использовано для измерения магнитных параметров материалов и изделий в статических режимах намагничивания. Цель мерения - достигается, за счет введения в устройство формирователя 3, обмотки 4 размагничивания, дифференцирующего блока 15, выполнения формирователя 6 и новых связей, что позволило полностью обеспечить режим статического перемагничивания при измерении магнитных свойств материалов . Устройство содержит также генератор 1 намагничивающих импульсов и намагничивающую обмотку 2, калиброванный резистор 5, формирователь 6 управляющих импульсов, испытуемый сердечник 7, измерительную обмотку 8, интегратор 9, ключи 10, 11, пиковые детекторы 12-14, вычитающий блок 16, регистрир к:1тие приборы 17-19. 3 ил. (Л

СС)ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (бР 4 С 01 R 33/14

«Ъ «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315086/24-2 ) (22) 10.08.87 (46) 15.03.89. Бюл. №- 10 (72) С.К.Водеников (53) 621. 3! . 44 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 864211, кл. G 01 R 33/14, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1064257, кл. G Ol R 33/14, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДЕЛЬНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ ПЕТЛИ

ГИСТЕРЕЗИСА (57) Изобретение может быть использовано для измерения магнитных параметров материалов и изделий в статических режимах намагничивания. Пель мерения — достигается за счет введения в устройство формирователя 3, обмотки 4 размагничивания, дифференпирующего блока 1 5, выполнения формирователя 6 и новых связей, что позволило полностью обеспечить режим статического перемагничивания при измерении магнитных свойств материалов. Устройство содержит также генератор 1 намагничиваюших импульсов и намагничивающую обмотку 2, калиброванный резистор 5, формирователь 6 управляющих импульсов, испытуемый сердечник 7, измерительную обмотку 8, интегратор 9, ключи 10, 11, пиковые детекторы 12-14, вычитающий блок 16, регистрирующие прибо1465850 (1

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения магнитных параметров материалов и изделий в статических режимах намагничивания.

Цель изобретения — повышение точности измерения устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на 10 фиг. 2 - предельная петля гистерезиса для пояснения работы устройства; на фиг. 3 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 намагничивающих импульсов, намагничивающую обмотку 2, формирователь 3 размагничивающих импульсов, обмотку

4. размагничивания, калиброванный резистор 5, формирователь 6 управляю- 20 щих импульсов, испытуемый сердечник

7, измерительную обмотку 8, интегратор 9, первый 10 и второй ll ключи, первый 12, .второй 13 и третий 14 пиковые детекторы, дифференцирующяй 25 блок 15, вь|читающйй блок 16, первый

17, второй 18 и третий 19 регистрирующие приборы. К выходу генератора намагничивающих импульсов подключены намагничивающая обмотка 2, вхо- 30 ды формирователя 3 размагничивающих импульсов и формирователь 6 управляющих импульсов, третий, второй и первый выходы которого соединены с управляющими входами соответственно первого 10, второго ll ключей и ин" тегратора 9. Измерительная обмотка 8

lподслючена к входу интегратора 9„ выход которого через последовательно

1 соединенные второй ключ 11 и второй пиковый детектор 13 подключен к вто рому входу вычитающего блока 16 и через последовательно соединенные первый ключ 10 и первый пиковый детектор 1 2 к первому регистрирующему

45 прибору 17 и к первому входу вычитающего блока 16, выход которого сое, динен с вторым регистрирующим прибором 18. Третий регистрирующий прибор 19 через третий .пиковый детектор

14 подключен к калиброванному резис50

- тору 5 и обмотке 4 размагничивания, вторые выводы которых подключены к выходам формирователя 3 размагничивающих импульсов, а управляющий вход второго пикового детектора 12 через . 55 дифференцярующий блок 15 подключен к первому выходу формирователя 6 управляющих импульсов.

Устройство работает следующим образом, Намагничивающие разнополярные импульсы тока прямоугольной формы с длительностью, равной длительности интервала между соседними импульсами и превышающей время перемагничивания контролируемого сердечника 7 (фиг. Ça), с выхода генератора 1 намагничивающих импульсов протекают по намагничявающей обмотке 2, создавая в контролируемом сердечнике 7 соот" ветствующие импульсы магнитного поля с амплитудой, обеспечивающей намагничивание сердечника 7 до насыщения, и, кроме того, поступают на входы формирователя б управляющих импульсов и формирователя 3 размагничивающих импульсов. На третьем выходе формирователя 6 и соответственно на управляющем входе первого ключа 10 в. режиме измерения реализуется нулевой уровень, а в режиме установки формируются управляющие импульсы U>, совпадающие во времени с намагнячивающими импульсами положительной полярности (фиг. Зв). На втором выходе формирователя 6 в обоих режимах формируются импульсы Б управления вторым ключом 11, совпадающие во времени с промежутками между намагничивающим импульсом положительной полярности и последующим намагничивающим импульсом отрицательной полярности (фиг. Зг). На первом выходе формирователя 6 формируются импульсы U сброса интегратора 9 (фиг. 3 д).

Формирователь 3 .ра эмагничивающих импульсов формирует последовательность разнополярных размагничивающих импульсов тока Т, занимающих по времени промежутки между намагнйчи" вающими импульсами, причем поляр- э ность размагничивающего импульса противоположна полярности предшествующего намагничивающего импульса (фиг. Зб). Протекание размагничивающих импульсов по обмотке 4 размагничивания создает в контролируемом сердечнике 7 соответствующие импульсы магнитного поля с амплитудой, меньшей амплитуды импульсов намагничивающего поля. В результате наложения намагничивающих и размагничивающих импульсов на испытуемый сердечник 7 воздействует последовательность разнополярных ступенчатых им3

146 пульсов магнитного поля (фиг, 3e), В интервале времени ts t (фиг. Зе) при постоянном значении поля, равном

+ Н, происходит изменение магнитной

2 индукции сердечника 7 из состояния

I в состояние II (фиг. 2) и в измерительной обмотке 8 наводится импульс ЭДС Е положительной полярно-! сти (фиг. Зж) . В интервале времени при постоянном значении поля, равном -Н,, происходит изменение индукции из состояния II в состояние

III (фиг. 2) и в обмотке 8 наводится импульс ЭДС Е отрицательной полярности (фиг. Зж). Аналогично в интервалах времени t» t и t<, t при постоянных значениях поля соответственно -Н и +Н, индукция переходит из состояния III в состояние IV u иэ состояния IU в первоначальное состояние Т (фиг. 2), при этом наводятся соответственно ЭДС Е и Е .

Далее процесс периодически повторяется, причем индукция сердечника 7 изменяется по предельной петле гистерезиса, а изменение магнитного состояния происходит при постоянном значении магнитного поля, т.е. при обеспечении условий статического перемагничивания, При этом каждый цикл полного перемагничивания разбивается на четыре одинаковых интервала времени с, в конце каждого из которых на управляющий вход интегратора 9 поступает короткий импульс сброса (фиг. Зд) с выхода формирователя 6, а максимальное напряжение на выходе интегратора, достигаемое в течение каждого иэ интервалов, пропорционально изменению индукции

<В на соответствующем интервале.

В режиме установки первый ключ 1О пропускает на вход первого пикового детектора 12 только проинтегрированный сигнал Е (фиг. Зж) в течение каждого цикла перемагничивания, и на первом пиковом детекторе 12 устанавливается уровень, пропорциональный изменению индукции АВ при переходе. из состояния I в состояние II (фиг.2).

На вход второго пикового детектора

13 проходит через второй ключ 11 только проинтегрированный сигнал F> (в каждом цикле перемагничивания), и на выходе второго пикового детектора устанавливается уровень, про-. порциональный изменению индукции ЬВ при переходе из состояния II в сос5850 таяние III (фиг. 2) . При увеличении с помошью формирователя 3 амплитуды размагничивающих импульсов разность между ЬВ, и 5,В уменьшается k становится равной нулю npu b.Â, hB

В, при этом становится равным нулю уровень на выходе вычитающего блока 16. Дифференцирующий блок 15

1О из импульсов управления первым ключом 10 формирует короткие корректирующие импульсы (фиг. Зз), частично сбрасывающие напряжение на первом детек торе 1 2 перед поступлением оче15 редного сигнала на его вход, что позволяет при уменьшении величины

ЬВ« с ростом амплитуды размагничивающих импульсов сохранять соответствие уровня на выхбде первого пи2р кового детектора 12 величине изменения индукции h.В, Таким образом, при нулевом уровне на выходе вычитающего блока !6 (соответственно при нулевом показании

25 второго регистрирующего прибора 18) показания первого регистрирующего прибора 17 пропорциональны индукции насыщения Вз, показания третьего регистрирующего прибора 19 пропорциодб нальны величине коэрцитивной силы Н .

Переход из режима установки в режим измерения осуществляется фиксацией нулевого уровня на третьем выходе формирователя 6 управляющих импуль35 сов, отключением формирователя 3 размагничивающих импульсов и сбросом второго пикового детектора 13.

При этом на первом пиковом детекторе 12 остается уровень, пропорцио4о нальный Вэ, на третьем пиковом детекторе — уровень, пропорциональный

Н, а на выходе второго пикового детектора устанавливается уровень, пропорциональный разности индукции

45 насыщения В и остаточной индукции

В„(так как точка III на фиг. 2 соответствует состоянию В„) и соответственно на выходе вычитающего блока

16 устанавливается уровень, пропор50 циональный остаточной индукции В .

Таким образом, в режиме измерения три регистрирующих прибора одновременно показывают индукцию насыщения, коэрцитивную силу и остаточную индукцию контролируемого сердечника 7, 55 а процесс контроля заключается в увеличении амплитуды импульсов размагничивающего поля до момента нулевого показания второго регистрирую65850

5 14 щего прибора !8 и в последующем переключении режима.

Предлагаемое устройство характеризуется высокой точностью контроля вследствие полного обеспечения режима статического перемагничивання и, определения изменений магнитных сос тояний только по максимальному уровню на интеграторе, достигаемому к моменту окончания перемагничивания .. формула изобретения

Устройство для измерения параметров предельной статической петли гистере зиса, содержащее генератор намагничивающих импульсов, выход которого подключен к входу формирователя управляющих импульсов и к первому выводу намагничивающей обмотки, калиброванный резистор, один вывод которого подключен к общей шине и к первому выводу измерительной обмотки, последовательно соединенной с интегратором, первым ключом и первым пи" овым детектором, первый, второй и третий регистрирующие приборы, вычиающий блок, выход KQTopoJ. IIopKJlN ен к второму регистрирующему прибору, второй ключ, выход которого соенен с входом второго пикового де,тектора, выход формирователя управ тяющих импульсов подключен к второму входу интегратора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено формирователем размагничивающих импульсов, дифференцирующим блоком, третьим пиковым детектором, обмоткой размагничивания, при этом формирователь управляющих импульсов выполнен

10 с дополнительным выходом, выход генератора намагничивающих импульсов подключен к входу формирователя размагничивающих импульсов, выход которого через обмотку размагничивания подключен соответственно к второму выводу калиброванного резистора и через третий пиковый детектор — к третьему регистрирующему прибору, второй выход формирователя управляющих импульсов соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого подключен к выходу интегратора, третий выход формирователя управляющих импульсов соединен соответственно с рб управляюпмм входом первого ключа и через дифференвирующий блок с вторым входом первого пикового детектора, выход которого подключен соответственно к первому регистрирующему npu3g бору и первому входу вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом второго пикового детектора, второй вывод намагничивающей обмотки подключен к обшей шине, 1465850

Составитель Ф.Тарнопольская

ТехредJI.Олийнык Корректор Л. Патай

Редактор С.Лисина

Заказ 943/48 Тираж 7l l Подп ис ное

ВЯИИПИ Государственного коиитета по ызобретенияи и открытияи при ГЕНТ СССР

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

° Ю

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,10!