Устройство для измерения удельной магнитной энергии ферромагнитных материалов

 

Изобретение может быть использовано в машиностроении и приборостроении при контроле и изготовлении ферромагнитных материалов (ФММ). Устройство предназначено для измерения удельной магнитной энергии ФММ и содержит задающий генератор 1, дифференциальный усилитель 2, интегратор 3, усилитель 4 мощности, подковообразный сердечник 15 с намагничивающей обмоткой 13, регистрирующий прибор 9. Введение в устройство усилителя 5 мощности, резистора 6 и обмотки 14, число витков которой идентично числу витков намагничивающей обмотки 13, позволяет повысить точность измерения и расширить динамический диапазон. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР 1 (21) 3711157/24-2! (22) О2,01.84 (46) 23.07.89. Бюп. II- 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт злектромашино-. строения (72) В.И.Чавкин (53) 621.317,44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 635442, кл. G 01 R 33/12, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ ,(57) Изобретение может быть использовано в машиностроении и приборострое„„SU, 1495727 А (gg 4 G О) R 33/02, 33/!2

2 . нии при контроле и изготовлении ферромагнитных материалов (ФММ). Устройство предназначено для измерения удельной магнитной знергии ФММ и содержит задающий генератор 1, дифференциальный усилитель 2, интегратор

3, усилитель 4 мощности, подковообразный сердечник 15 с намагничивающей обмоткой 13, регистрирующий прибор 9.

Введение в устройство усилителя 5.. мощности, резистора 6и обмотки 14, число витков которой идентично числу витков намагничивающей обмотки 13, позволяет повысить точность измерения и расширить динамический диапазон.

1 ил.

1495727 1ВО1. ретение Относится к магнитоизмсрителг.ногг технике и может быть использовано В машиностроении и приборостроении при контроле и изготовлении Ферромагнитных материалов.

11ель изобретения — повышение точности измерения и расширение динамического диапазона.

IIa чертеже представлена структурная Функциональная схема устройства.

Устройство состоит из задающего генератора 1, дифференциального усилителя 2, интегратора 3, первого 4 и второго 5 усилителей мощности, ре-, зистора 6, делителя 7 напряжения, умножителя 8, регистрирующего прибора

9,,ограничительного усилителя 10, датчика 11 индукции магнитного поля, датчика 12 напряженности магнитного поля, намагничивающей 13 и дополнительной 14 обмоток, подковообразного сердечника 15 и испытуемого ферромагнетика 16.

В устройстве последовательно соединены задающий генератор 1, дифференциальный усилитель 2 (неинвертирующий вход), интегратор 3, усилитель 4 мощности, резистор 6 и намагничивающая

Обмотка 13 подковообразного сердечника

15, который располагается на образце 16.

Первый вход второго усилителя 5 мощности подключен параллельно последовательно соединенным обмоткам 13 и

14 подковообразного сердечника 15, а второй — параллельно последовательно соединенным резистору 6 и намагничивающей обмотке 13, выход нагружен на резистор 6. Датчик 11 индукции магнитного поля подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя 2 и последовательно соединенным делителю 7 напряжения, умножителю 8 и регистрирующему прибору 9. Датчик 12 напряженности магнитного поля через ограничительный усилитель 10 подключен к второму входу умножителя 8.

Устройство работает следующим образом.

Перемагничивание испытуемого ферромагнетика 16 Осуществляется с помощью сердечника 15, намагничивающая обмотка 13 которого питается от IIepВО1 О усилителя 4 мощности через ре" зистор 6, на вход которого подается сигнал, Опреп.ляющий заданный закон индукции магни гного поля, От задав— щего генератора 1 через неинвергиг>уI0

ЮЛИЙ ВХОД 1ТИФФРре11111за!(В1101 О "ОИ IHTP ля 2 и интегратор 3. Ввиду нелинейной зависимости испытуемого Ферромагнетика 16 от напряженности происходит искажение заданного закона индукции магнитного поля. Дггя устранения этого сигнал с Выхода датчика 11 индукции магнитного поля подается на инвертирующий вход дифференциальногс усилителя 2, в результате чего Обеспечивается глубокая отрицательная обратная связь и индукция в образце более приближается к заданному закону. Од— нако при приближении к насыщению ферромагнетика ввиду наличия в цепи намагничивания нелинейной индуктивности намагничивающей обмотки снижается эффективность работы цепи отрицательной обратной связи вследствие возникновения фазовых искажений и увеличения искажающего сигнала, что наглядно видно из анализа дифференциального уравнения цепи намагничивания, нри этом сужается динамический и частотный (за счет увеличения соотношения полей рассеивания к полю в ферромагнетике с ростом частоты) диапазоны и снижается точность при измерении магнитных параметров ферромагнетика.

Для устранения этих нежелательных явлений необходимо исключить влияние нелинейной индуктивности намагничивающей обмотки, что осуществляется следующим образом: на вход второго усилителя 5 мощности подается сигнал с последовательно включенных резистора 6 цепи намагничивания и дополнительной обмотки 14 ° При тщательной подгонке идентичности обмоток 13 и

14 они имеют равные индуктивности, поток, проходящий в сердечнике 15, наводит в них равные ЭДС. Усиленный сигнал подается в противофазе на резистор 6 цепи намагничивания. Если обеспечить значительный коэффициент передачи второго усилителя 5 мощности„равновесие этой системы будет достигнуто при равенстве по абсолютной величине напряжений на обмотке 14 и резисторе 6 и противоположности их знаков, несмотря на протекание по сопротивлению тока намагничиваюшей обмотки. Таким образом будет компенсировано падение напряжения на реактивной составляющей иамагничивающей обмотки, повысится эффективность работы цепи отрицательной обратной свя727 зи и индукция в ферромагнетике будет иметь заданный закон независимо от степени насыщения ферромагнетика.

Составитель А. Дивеев

Редактор С.Пекарь Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Заказ 4260/43 Тираж 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", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

Измерение удельной магнитной энергии проводится обычным спос обом. напряжение от датчика 11 индукции позволяет с учетом толщины и удельной плотности испытуемого ферромагнети- 10 ка 16 обеспечить непосредственный отсчет измеряемой величины.

Формула изобретения

Устройство для измерения удельной магнитной энергии ферромагнитных, материалов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, дифференциальный усилитель, интегра- 20 тор, усилитель мощности, а также подковообразный сердечник с намагничи— вающей обмоткой, датчик индукции магнитного поля, выход которого соединен с вторым входом дифференциального усилителя, а через делитель напряжения — с первым входом умножителя, второй вход которого через ограничительный усилитель подсоединен к Httходу датчика напряженности магнитн:!-. го поля, выход умножителя нагружен н» регистрирующий прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, расширения динамического диапазона, в него введены второй усилитель мощности, резистор и дополнительная обмотка, установленная на подковообразном сердечнике, причем выход первого усилителя мощности подключен к первому выводу входа и первому выводу выхода второго усилителя мощности и через резистор — к второму выводу выхода второго усилителя мощности и к первым выводам намагничивающей и дополнительной обмоток, второй вывод дополнительной обмотки подключен к второму выводу входа второго усилителя мощности, а второй вывод намагничивающей обмотки — к общей шине, при этом число витков и толщина провода дополнительной и намагничивающей обмоток идентичны.