Устройство для контроля ферромагнитных колец
Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для контроля неоднородности свойств ферромагнитных изделий кольцевой формы. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет исключения погрешности, обусловленной непропорциональностью компенсационного тока и средней напряженности магнитного поля в контролируемой области кольца. Источник намагничивающего тока 10 и намагничивающая обмотка 11 создают в контролируемом кольце 13 переменный магнитный поток. Сигнал с индикаторной обмотки 2 потенциалметра 1 через фазовращатель 3 и усилитель 4 поступает в последовательно-встречно соединенные компенсационную и корректирующую обмотки 5, 6. В результате разность напряжений на образцовых резисторах 7, 12, фиксируемая блоком 8 вычитания и регистратором 9, пропорциональна отклонению свойств кольца 13 на контролируемом участке от среднего значения. 2 ил.
COOS СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 R 33/12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР! 1 (21) 4372856/24-21 (22) 28.01.88 (46) 30,03.90. Вюл. № 12 (7 1) Владимирский политехнический институт (72) В.А;Шахнин (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 866521, кл. G 01 R 33/12, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ КОЛЕЦ (57) Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для контроля неоднородности свойств ферромагнитных иэделий кольцевой формы. Целью изобретения является повышение точности контроля ,за счет исключения, погрешности, обу„„SU„„1553932 А 1
2 словленной непропорциональностью компенсационного тока и средней напряженности магнитного поля в контролируемой области кольца. Источник намагничивающего тока 10 и намагничивающая обмотка 11 создают в контролируемом кольце 13 переменный магнитный поток. Сигнал с индикаторной обмотки 2 потенциалметра 1 через фазовращатель 3 и усилитель 4 поступает в последовательно-встречно соединенные компенсационную и корректирующую обмотки 5, 6, В результате разность напряжений на образцовых резисторах
7, 12, фиксируемая блоком 8 вычитания и регистратором 9, пропорциональна отклонению свойств кольца 13 на кон- Е тролируемом участке от среднего значения. 2 ил.
1553932
Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для контроля неоднородности свойств ферромагнитных изделий кольцевой формы.
Цель изобретения — повышение точности контроля за счет исключения погрешности, обусловленной непропорциональностью компенсационного тока и средней напряженности магнитного поля в контролируемой области кольца.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства для контроля ферромагнитных колец, на фиг.2 — его эквивалентная схема.
Устройство содержит потенциалметр 1 с индикаторной обмоткой 2, подключенной через цепь отрицательной обратной связи в виде последователь- 20 но соединенных фаэовращателя 3 и усилителя 4 компенсационного тока к компенсационной обмотке 5. Последовательно с обмоткой 5 соединены коррек-, 1 тирующая обмотка 6 и образцовый ре- 25
1 эистор 7, подключенный к первому вхо ду блока 8 вычитания, выход которого соединен с входом регистратора 9. Выход источника 10 намагничивающего тока через намагничивающую обмотку 30
11 подключен к второму входу блока 8 и образцовому резистору 12. Обмотки
5, 6 и 11 охватывают контролируемое кольцо 13.
На фиг.2 приняты следующие обозна чения: Z — магнитное сопротивление
35 участка 1 контролируемого ферро магнитного кольца 13 вне потенциал1 ( метра 1; Z „ — магнитное сопротивление участка контролируемого кольца 13 под потенциалметром 1; Z — магнит((40 ное сопротивление сердечника потенциалметра 1 и воздушных зазоров между ним и кольцом 13; I,„Ы,(— м.д ° с. намагничивающей обмотки 11;. м.д.с, компенсационной обмотки 5, Ф вЂ” магнитный поток в кольце 13 вне потенциалметра 1; Ф вЂ” магнитный поток в сердечнике потенциалметра 1.
Устройство работает следующим образом.
Источник 10 и обмотка 11 создают в кольце 13 переменный магнитный поток Фо. При наличии неоднородностей магнитных свойств на отдельных участках кольца создается различная напряженность поля. На входы блока 8 поступают напряжения с резисторов 12 и 7, пропорциональные соответственно средней напряженности поля в кольце 13 и напряженности на контролируемом участке между полюсами потенциалметра 1.
Для анализа цепи используют метод наложения, приняв допущение о постоянстве магнитных проницаемостей кольца 13 и сердечника потенциалметра 1.
В этом случае Ф = Ф„(+ Ф((, где
Ф вЂ” составляющая Ф, обусловленная действием только м.д.с. I M Ф"
1 составляющая Ф„„обусловленная действием только м.д.с. I Составляющие Ф, и Ф," определяют следующим образом: Ф, = и„6-/г"; Тн1 н (lf ° П вЂ” Z + (Z(IZ(i )(Z IIZ„) 1кЧк ((U ь II Z ), 4xb Z(+ (Z" IIZ ) м мр ° При полной компенсации магнитного потока в сердечнике потенциалметра 1 выполняется равенство Ф + Ф",= О. Таким образом I((WH(ZAt (I Е м) I ((Ем И Ем ) z„+ (z „ z„") z м (z „ II z „,) откуда, (- II« м И Р + (Z м I(2 мф) (1) ((H (+ (z((I z") ((((Ifz Я При отсутствии потенциалметра 1 и компенсационной обмотки 5 напряженость в контролируемом участке кольца 13 определяется как ((н I,< Цд /1@6 + 7 м ° ллб м) ц6 (2) Следовательно, как показывает анализ (1) и (2), предположение о пропорциональности значения компенсирующего тока I(, напряженности Н 6. неверно. Это обстоятельство и приводит к низкой точности измерений с помощью известного устройства. Для обеспечения пропорциональности между током I и напряженностью Н . необходимо е6 воздействие корректирующей м.д.с., значение которой зависит от магнитных свойств кольца 13 и сердечника потенциалметра 1. В частности необходимо уменьшить магнитный поток. в кольце 13 на значение, равное значению составляющей компенсирующего потока Фк, эамь(кающейся через контро 5 15539 лируемое кольцо 13. Из экнивалентной схемы по фиг.2 следует, что ti IwWw(Z м ((Z Ф =, 4к?2 .— (м + (Z® (t Z o)l Z o 5 Для компенсации этой составляющей на контролируемом кольце 13 размеще-: на корректирующая обмотка 6. Магнитный поток Ф „др, создаваемый этой об32 моткой и кольце 13, можно определить. следующим образом: I к 4 ко коР Z + (2 tt Zg где I„,,, W „, — ток и число ниткон обмотки 6. Таким образом, для компенсации составляющей Фк необходима м.д.с. корректирующей обмотки 6. I W„(Zì tt Zмо)PZINg + (Zм tlZ м) (z„" (к" ((z„)g z„ 15 этой м.д.с, при пос- всего кольца значения этого параметтречном соединении ра, т.е. о неоднородности кольца; еобходимо, чтобы отно- Таким образом, напряжение на выхоих обмоток отвечало де блока 8 вычитания, равное разности падений напряжения на образцовых зисторах ? и 12, позволяет оценить ((м,)) 2м, - - ††« -,(3) неоднородность магнитных свойств ферого кольца 13 выполромагнитных колец и может быть ис(3) не представляет пользовано для контроля этого паракак соп оти ен 2S метра. Для обеспечения ледонательно-нс обмоток 5 и 6 н шение витков эт равенству ll Wxot» (Z ((Z w„ tz м+ Для однородн некие равенства трудностей, так р вл ие любого участка такого кольца пропорционально его длине. Пусть, например, длина средней магнитной линии контролируемого участка кольца 13, находящегося под потенциалметром 1, равна 0,1 длины средней магнитной линии всего кольца. Для однородного кольца 13 с общим магнитным сопротивлением справедливо м,= "ь9 м м= 0 1 м. Пусть, кроме того, магнитное сопротивление сердечника потенциалметра 1 равно Е = 0,1 Z . В соответствии с (3) отношение WÄ, /W „в этом случае равно 0,5. Наложение сердечника потенциалметра 1 на однородное кольцо 13 при наличии компенсирующей 5 и корректирующей 6 обмоток с указанным соотношением витков не приводит к искажению магнитного поля в контролируемой области. В результате падения напряжения на образцовом резисторе 7, пропорциональное напряженности магнитного поля в контролируемой области, равно (при соответствующем подборе сопротивлений образцовых резисторов) падению напряжения на образцовом резисторе 12, которое пропорционально среднему значению напряженности н кольце. Наличие разности падений напряжения на образцовых резисторах 7 и 12 свидетельствует об отличии магнитной проницаемости контролируемой области от среднего для Наличие корректирующей обмотки 6 в цепи обратной связи потенциалметра 1 позволяет исключить влияние измерительного преобразователя на объ3Р ект контроля, повышая достоверность допускового контроля с шириной поля допуска +1,5Е,в среднем в 2-2,5 раза для колец из феррита и на 75-80Х для колец из электротехнических сталей. Переналадка устройства при переходе на другой типоразмер колец или дру" гую марку материала сводится к изменению соотношений числа витков компенсирующей 5 и корректирующей 6 об4р моток и сопротивлений образцовых резисторов 7 и 12, один из которых можно выполнить регулируемым. Настройку устройства производят с однородным эталонным кольцом. Формула изобретения Устройство для контроля ферромагнитных колец, содержащее потенциалметр с индикаторной обмоткой, источник намагничивающего тока, первый выход которого соединен с первым выводом намагничинающей обмотки, второй вывод которой соединен с перным выводом первого образцового резистора, второй вывод которого соединен с вторым выходом источника намагничивающего тока, а также компенсацион- ную обмотку, расположенную между по1553932 Составитель С. Шумилишская Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакова Редактор Л.Пчолинская Заказ 455 Подписное Тираж 563 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 лаосами потенциалметра, и второй образцовый резистор, первый вывод которого соединен с первым входом блока вЫчитания, выход которого соединен с входом регистратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последоватвльно соединенными фазовращателем и усилителем тока компенсации, а также к эрректирующей обмоткой, соединенной п следовательно-встречно с компенса- онной обмоткой и размещенной вне п люсов потенциалметра, при этом второй вывод корректирующей обмотки соединен с первым выводом второго образцового резистора, второй вывод которого соединен с вторым выходом и6" точника намагничивающего тока, причем выход усилителя компенсационного то ка соединен с вторым выводом компенсационной обмотки, выводы индикаторной обмотки потенциалметра соединены с входами фазовращателя, а первый вывод первого образцового резистора— с вторым входом блока вычитания.
