Устройство для измерения магнитных параметров магнитно- мягких материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитным измерениям, и может быть использовано при испытании полос или листов магнитомягких материалов. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет снижения составляющей погрешности, возникающей в сильных полях и обусловленной несинусоидальной формой индукции в образце, равномерного намагничивания образца. Полоса 1,2 образца намагничивается секциями 7,8,17,18 двух намагничивающих обмоток, через которые протекает ток от источника 23. Число витков регулируется переключателями 24,25. Этот же ток протекает через катушку 26 взаимной индуктивности и преобразователь 27 тока в напряжение. Измерение осуществляется секциями 5,6 и 15,16 измерительных обмоток, потенциалметрами 19-22. Делитель 31 и индикатор 32 напряжения служат для индикации достижения режима однородного намагничивания. Информация о напряженности поля и индукции в образце формируется сумматорами 28,29 и регистрируется блоком 30 измерения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5D4 0 R 33 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 2ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4235318/24-21 (22) 27.04.87 (46) 30.06.89, Бюл, В 24 (72) А. 3. Векслер (53) 621.317.44(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1- 883820, кл. G 01 R 33/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1002994, кл. G 01 R 33/12, 27. 11. 81. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИ1

HhIX ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНО-МЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитным измерениям, и может быть использовано при испытании полос или листов магнитно-мягких материалов.

Целью изобретения является повы)пение точности измерения за счет снижения

1490657 составляющей погрешности, возникающей н сильных полях и обусловленной несинусоидальной Аормой индукции н образце, равномерного намагничинания образца. Полосы 1 и 2 образца намагничиваются секциями 7,8,17,18 двух намагничивающих обмоток, через которые протекает ток от источника 23.

Число витков регулируется переключателями 24, 25. Этот же ток протекает через катушку 26 взаимной индукИзобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитным измерениям, и может быть исполь- 2р зовано при испытании полос или листов магнитно-мягких материалов.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет снижения составляющей погрешности, возни- 25 кающей в сильных полях и обусловленной несинусоидальной Аормой индукции в образце, равномерного намагничивания образца.

На Аиг.1 изображена магнитная сис- 30 тема предлагаемого устройства с ис пытуемым образцом, на фиг ° 2 — его

В принципиальная схема.

Магнитная система для намагничивания испытуемого образца н виде двух

35 или более полос или листов 1 и 2 магнитно-мягкого материала состоит иэ каркасов 3 и 4, на каждый иэ которых намотаны секции 5 и 6 первой измерительной, а также секции 7 и 8 40 первой намагничинающей обмоток.

Магнитная цепь устройства замыкается магнитопроводом, который включает наружные 9 и 10 и внутренние 11 и 12 ярма, на которых размещены карка 45 сы 13 и 14 с вторыми иэмерительной и намагничинающей обмотками с секциями 15, 16 и 17, 18 соответственно.По обе стороны от каркасов 3 и 4 размещены магнитные потенциалметры 19-22, 50

Размеры каркасов 3 и 4 выбирают такими, чтобы они охватывали средние участки полос 1 и 2, а их выступающие части имеют длину около 50 мм при общей длине полос 1 и 2 300-750 мм.

Концы полос 1 и 2 располагаются в

55 зазорах между наружными 9,10 и внутренними 11, 12 ярмами, что обеспечивает хороший контакт, однородное тинности и преобразователь 27 тока н напряжение. Измерение осуществляется, секциями 5,6 и 15,16 измерительных обмоток, потенциалметрами 19-22.

Делитель 31 и индикатор 32 напряжения служат для индикации достижения режима однородного намагничивания.

ИнАормация о напряженности поля и индукции в образце формируется сумматорами 28, 29 и регистрируется блоком 30 измерения. 2 ил. намагничивание образца и малые потери на вихревые токи.

Потенциалметры )9-22 расположены в непосредственной близости от каркасов 3 и 4. Торцовые поверхности по тенциалметров соприкасаются с полосами 1 и 2, Устройство для измерения магнитных свойств магнитно-мягких материалов содержит также источник 23 переменного тока, переключатели 24 и 25, катушку 26 взаимной индуктивности, преобразователь 27 тока в напряжение, первый сумматор 28, нторой сумматор 29, блок 30 измерения, делитель

31 напряжения и индикатор 32 напряжения.

Секции 17 и 18 выполнены с отводами 33, подключенными к входам переключателей 24 и 25.

Устройство работает следующим образом.

Ток от источника 23 протекает по секциям 7,8 и 17,18 намагничивающих обмоток (фиг.1). Количество витков в секциях 17 и 18 выбирается с помощью переключателей 24 и 25. Кроме того, намагничивающий ток протекает по первичной обмотке катушки 26 и по входной цепи преобразователя 27, в качестве которого может быть использован беэреактивный резистор или астатическая система катушек взаимной индуктинности, Напряжение, пропорциональное магнитодвижущей силе на однородно намагниченном участке образца длиной 1 (фиг.1), расположенном на участке между плоскостями симметрии магнитных потенциалметров 19 и 20, Аормируется на выходе первого сумматора 28, на входы которого поступает напряжение с выходов

1490657 напряжение Uq равно: преобразователя 27 и потенциалметров 19 и 20. Если в качестве преоб- разователя используется резистор, то на входе сумматора 28, соединенном с потенциалметрами 19 и 20, включается интегрирующее звено. Напряжение

U на выходе сумматора 28 пропорционально напряженности магнитного поля.

На входы сумматора 29 подаются выходные сигналы компенсационной катушки 26, потенциалметров 21 и 22 и секций 6 и 7 измерительной обмотки.

Напряжение U на выходе сумматора 2".

Ь связано с магнитной индукцией. Сигналы Uн и U подаются на входы измерительного блока 30, содержащего вольтметры для измерения средневыпрямленного значения напряжения для определения амплитуды магнитной индукции и напряженности магнитного поля и ваттметр для измерения активной мощности. В качестве блока 30 может быть использовано измерительное устройство установки У-5057. где К,,К, К > — коэффициенты преобразования сумматора 29, К „,1 „— коэффициент преобра зования потенциал10 метра 21, м 2, и его длина, м, соответственно;

И вЂ” взаимная индуктив2 ность катушки 26, Гн, 15

W — общее число витков

И в секциях 6 и 7, $ — площадь поперечного

Н сечения немагнитного зазора,который охва20 тывается витками секции 6;

В, Н вЂ” магнитная индукция и напряженность магнитного поля

Измерение производят следующим образом.

Переключателями 24 и 25 включают минимальное число витков секций 17 и 18. По напряжению У устанавливают

30 требуемую амплитуду магнитной индукции B„ B ooTne c HH o no » (5).

После этого переключателями 24 и 25 увеличивают число витков в обмотках

17 и 18 до тех пор, пока показание

З5 индикатора 32 не будет минимальным, что соответствует однородному намагничиванию всех участков магнитной цепи, После этого производят подстройку амплитуды магнитной индукции, ес40 ли в этом возникает необходимость и определяют магнитные величины с помощью блока 30: напряженность магнитного поля, магнитную индукцию, удельные магнитные потери. Как видно

45 из формул (2) и (5), входные сигналы

U „ и U блока 30 не зависят от параметров потенциалметров 19-22.

Для получения требуемой величины UH требуется выполнение условия (1),одВ0 нако при этом не требуется знать параметры потенциалметров 19 и 20, С этой целью проводят два измерения

U . первое — в соответствии с приведенным описанием, второе — при вве55 дении прокладок (например, бумажных) между концами образца и ярмами 9-12.

Очевидно, что при правильном подборе параметров q» и q напряжение U „ a обоих случаях должно быть одинаковым

При выполнении условия (для преобразователя 27 в виде катушки индуктивности) Где с1,, с1 о о» коэффициенты передачи по напряжению сумматора 28, коэффициент преобразования одного потенциалметра (например, 19), м

2 и его длина, м, Ко2 И2

К»1 К

1 2 Wí в

2К lÈ2 о ъ н1 H о (3) (4) q р — — = q — (1) Кп» М» о 1»W ) п» н (lb =

4 .1G Гн/м — магнитная постоянная;.И - взаимная индуктивность ! катушки преобразователя 27, Гн, W н — полное число витков намагничивающей обмотки, напряжение U„ равно:

U = 2 - — — — -- (2)

G»lo M1 dH н WH де 1 — длина однородно намагничено ного участка (полосы 1 и 2) между плоскостями симметрии потенциалметров 19 и 20.

При выполнении условий:

V =-К КИ вЂ” (5)

dB

B o

1490657 при одной и той же амплитуде магнитной индукции, Так, увеличение намагничивающего тока в 2 раза за счет прокладок после настройки приводит к 5 изменению Бц не более, чем на 0,31.

Лля выполнения равенств (3) и (4) достаточно определить параметры

К „, 1 „ потенциалметров 21 и 22 и Н < катушки 26 с невысокой точностью, так как эти звенья введены для компенсации составляющей выходного напряжения секций 5 и 6, обусловленной магнитным потоком вне образца.

Эта составляющая не превышает 37..

При использовании изобретения точность измерения параметров материалов в сильных полях повышается по сравнению с известным устройствами в 1,5-2 раза. Предлагаемое устройство позволяет контролировать образцы в виде полос или листов в условиях однородного намагничивания, т.е. с

1 той же точностью, что и кольцевые образцы в известных установках, 25

Формул а из о бр е т е н ия

Устройство для измерения магнитных параметров магнитно-мягких материалов, содержащее источник переменного тока, первый выход которого подключен к первому выводу намагничивающей обмотки, магнитопровод, делитель напряжения, потенциалметр, первый вывод которого соединен с об35 щей шиной, индикатор напряжения и сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вторым сумматором, преобразователем тока в напряжение, тремя потенциалметрами, двумя переключателями, второй намагничивающей и двумя измерительными обмотками, катушкой взаимной индуктивности и блоком измерения, при этом магнитопровод выполнен в виде двух пар наружных и внутренних ярм, между концами которых расположены первый и третий, второй и четвертый потенциалметры соответственно, намагничивающие и измерительные обмотки выполнены секционированными, а секции второй намагничивающей обмотки выполнены с отводами, секции первой намагничивающей обмотки соединены последовательно-согласно и расположены между парами потенциалметров коаксиально соответствующим секциями первой измерительной обмотки, соединенным последовательно-согласно,секции второй измерительной обмотки соединены последовательно-согласно и расположены на соответствующих парах внутренних и наружных ярм коаксиально секциям второй намагничивающей обмотки, причем второй вывод первой намагничивающей обмотки соединен с началом первой секции вто рой намагничивающей обмотки, отводы которой соединены с входами первого переключателя, выход которого соединец с началом второй секции второй намагничивающей обмотки, отводы которой соединены с входами второго переключателя, выход которого соединен с первым выводом первичной обмотки катушки взаимной индуктивности, второй вывод которой соединен с первым входом преобразователя тока в напряжение, второй вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, второй вывод первого потенциалметра соединен с первым выводом второго потенциалметра, второй вывод которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя тока в напряжение, первый вход второго сумматора соединен с первым выводом третьего потенциаль етра, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого потенциалметра,общая шина соединена с первым выводом вторичной обмотки катушки взаимной индуктивности, второй вывод которой соединен с вторым выводом четвертого потенциалметра и вторым входом второго сумматора, третий вход которого соединен с входом делителя напряжения и первым выводом первой измерительной обмотки, второй вывод которой соединен с общей шиной, выход делителя напряжения соединен с первым выводом второй измерительной обмотки, второй вывод которой соединен с входом индикатора напряжения, а выходы первого и второго сумматоров соединены с входами блока измерения.

j 490657

/7

Составитель С.Шумилишская

Редактор А,Лехнина Техред Л.Олийнык Корректор Т.Колб

Заказ 3752/54 Тирах 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101