Устройство для измерения магнитной восприимчивости

 

Союз Советски к

СоЦиалистических

- Ресиубиик (11) 711511

4r

Е

/ ф .

@ь|: (Я)м. Кл. (22) Заивлеио02,09.77 (23 ) 2522082/18-21

G 0l R ЗЗ/16 с присоединением заявки .%

Ркударвтввины5 квинтет

СССР

se aeaaw изебретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень .% 3 (58) УДК 621. .317.44 (088.8) Дата опубликования описания 28.01.80

А. A. Березин, Я. Г. Гросс, А. A. Кротов, И. И. Матвеенко, В. П, Марчуков и А. H. Смирнов (72) Авторы изобретения

СКБ физико-технического института им. А. Ф. Иоффе AH СССР и Институт химии Уральского научного центра AH СССР (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ

ВОС ПРИ ИМ ЧИВОС ТИ

М

Изобретение относится к области измерений переменных магнитных величин, а именно к устройствам для измерения магнитной восприимчивости диа-, параи ферромагнитных веществ, Известны устройства, содержащие магнитные весы с коромыслом, подвешенном на нити, и систему зеркал ill °

Недостатком данных устройств является низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство; содержащее магнитные весы с коромыслом, установленные на основании с опорами, следящую систему с емкостным датчиком перемещения, регистрируюший прибор и электромагнит (23.

Недостаток данного устройства — низкая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точнос ти измерения.

Эта uenb достигается тем, что в устройство для измерения магнитной восприимчивости содержащее магнитные весы с коромыслом, установленные на основании с опорами, следящую систему с емкостным датчиком перемещейия, регистрирующий прибор и электромагнит, дополнительно введены посадочная втулка, выполненная в виде конуса с возможностью поворота относительно своей оси, и съемный упругий шток, установленный в посадочной втулке, а емкостной датчик выполнен

36 в виде неподвижных и подвижных обкладок, при этом неподвижные обкладки емкостного датчика перемещения установлены на опорах основания магнитных

3$ весов подвижные обкладки закреплены

Э на коромысле, установленном на одной оси симметрии со съемным упругим штоком, а неподвижные обкладки емкостного датчика перемещения соединены со вхо2В дом следящей системы, подвижные обкладки упомянутого датчика соединены между собой.

На фиг. 1 изображена схема устройства, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

1511 4 частот 22, выполненный на базе операционного усилителя, который оптимизирует переходные процессы в следящей системе для уменьшения времени успокоения магнитных весов с минимальным перерегулированием, затем усиливается усилителем мощности 23 и поступает на регистрирующий прибор 24 и компенсационные катушки 16.

10 Компенсационные катушки 16 и постоянные магниты ll образуют элемент силовой обратной связи. Постоянные магниты 11 втягиваются или выталкиваются компенсационными катушками 16 в зави15 симости от величины и знака компенсационного тоха, возвращая шток 7 магнитных весов в нулевое положение. Знак и величина компенсационного тока пропорциональны знаку (направлению) и ве-20 личине силы, действующей на исследуемый образец.

Балансировка и сведение центра тя» жести магнитных весов к центру оси качания осуществляется соответствующими балансировочными гайками 9 и 12. . При необходимости определения анизотропии исследуемого образца производится поворот штока 7 в конусной втулке

6. Угол поворота фиксируется по шкале.

Выполнение штока 7 съемным позволяет менять исследуемый образец без последу.ющей настройки магнитных весов, что улучшает условия проведения исследований и измерений.

Качание маятника со штоком в одной плоскости исключает прилипание образца к полюсным наконечникам электромат нита и позволяет произвбдить измерение

40 магнитной восприимчивости в широком диапазоне веществ, от слабых napaMa HeTHIcoB до сильных ферромагнетиков, Выполнение емкостного датчика перемещения из неподвижных обкладок, установленных на основании магнитных

45 весов и подвижных обкладок, которые вместе с коромыслом образуют короткозамкнутую цепь, позволило исключить подводку токопроводяших проводов к подвижной части магнитных весов и аЯ

2, подвижным обкладкам емкостного датчика, что повысило чувствительность ч точность измерения.

Установка неподвижных обкладок емр5

3 . 71

Устройство содержит магнитные весы с коромыслом 1, установленным на кернах 2 в агатовых подпятниках 3 на опоре 4 основания 5, конусную втулку 6, съемный кварцевый шток 7, кварцевую ампулу 8, содержащую образец, балансировочную гайку 9, подвижные обкладки

10 емкостного датчика перемещений, постоянные магниты 11, балансировочные гайки 12, опоры 13, на. которых установлены неподвижные обкладки 14 емкостно.го датчика перемещений, кронштейн 15, компенсационные катушки 16, электромагнит 17, фазовую следящую систему с кварцевым генератором 18, фазоврашателем 19, резонансным усилителем 20, фазовым детектором 21, пропорционально интегрирующим фильтром 22, усилителем мощности 23 и регистрирующий прибор 24, Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец помещают в кварцевую ампулу 8 штока 7, который вставляется в конусную втулку 6 коромысла 1. Шток 7 по шкале устанавливается на соответствующий начальный отсчет.

При включении электромагнита 17 создается неоднородное магнитное поле, воздействующее на образец, помещенный в ампулу 8. Действие неоднородного магнитного поля на исследуемый образец вызывает отклонение штока 7 от нулевого положения, при котором на выходе следящей системы отсутствовал ток компенсации.

Отклонение штока 7 вызывает перемещение коромыслом 1 соединенных электрически между собой подвижных обкладок 10 емкостного датчика перемещений относительно неподвижных обкладок 14, в результате чего перестраивается резонансный усилитель 20, на выходе которого происходит сдвиг сигнала, поступающего от KBapUeaopo генератора

18, по фазе.

На вход фазового детектора 21 поступают опорный сигнал m. кварцевого генератора 18, сдвинутый по фазе на Я/ фазоврашателем 19, и сдвинутый по фазе сигнал от резонансного усилителя 20.

На выходе фазового детектора . 21 появляется сигнал рассогласования, пропорциональный косинусу разности фаз двух колебаний..

Этот сигнал подается иа пропорционально интегрируюший фильтр нижних костного датчика перемещения на опорах одинаковой высоты и геометрии позволило практически исключить влияние температуры окружающей среды на точность измерения при проведении исследований

Устройство для измерения магнитной восприимчивости, содержашее магнитные весы с коромыслом, установленные на основании с опорами, следяшую систему с емкостным датчиком перемещения, регистрирующий прибор и электромагнит, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены посадочная

5 в условиях низких и высоких температур (от гелиевых до 1300 К).

Предлагаемое устройство позволяет проводить измерения магнитной восприимчивости образцов весом от 0,1 до

180 мг с высокой точностью при заданной температуре в зоне образца от

2 5 до 1300 К.

Формула изобретения

711511 6 втулка, выполненная в видо конуса с возможностblo поворота относительно сво ей оси, и съемный упругий шток, установленный в посадочной втулке, а емкостной датчик выполнен в виде неподвижных и подвижных обкладок, при этом неподвижные обкладки емкостного датчиza перемещения установлены на опорах основания магнитных весов, подвижные

10 обкладки закреплены на коромысле, установленном на одной оси симметрии со съемным упругим штоком, неподвижные обкладки емкостного датчика перемещения соединены со входом следящей системы, подвижные обкладки упомянутого датчика соединены между собой.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 31145, G 01 G 7/00, 11.08.70.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 392348, G 01 G 7/02, 05.10.71.

БНИИПИ Заказ 9004/ЗЗ

Тирах< 10 19 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4