Устройство для определения электропроводности материалов во вращающемся магнитном поле

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„773525. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 050279 (21) 2721244/18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Опубликовано 231080. Бюллетень Но 39

Дата опубликования описания 251080 (Я)М. Кл.з

6 01 и 27/02

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 317 ° 75 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. С. Тимошин и Е. Н. Холина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

МЕТАЛЛОВ BO ВРИЯИОЩЕМСЯ .МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Р b=K(i ) 1

Изобретение относится к устройствам для измерения электропроводности материалов. Измерение электропроводности во вращающемся магнитном поле достаточно широко применяются при 5 исследовании металлов и сплавов.

Известно устройство, реализующее бесконтактный метод измерения электропроводности во вращающемся магнитном оле 11. 30

Однако при использовании этого устройства необходим образец сферической форма, изготовление которого вызывает технические трудности.

Наиболее близким к предлагаемому 15 является устройство для относительных измерений электропроводности, содержащее корпус, внутри которого размещен статор, создающий вращающееся магнитное поле. 20

В статоре на упругой нити подвешен исследуемый образец. При включении статора образец поворачивается на Некоторый угол (Ф). Величина этого угл@ растет с увеличением электропроводно- 25 сти и объема исследуемого образца, а также с увеличением средней величины тока в ветвях,статора. Угол отклонения образца обычно регистрируется с помощью зеркальца, связанного с Под- 30

2 весной системой осветителя и зеркальной линейки. Величина электропроводности в этом случае рассчитывается по формуле где i — средняя величина тока в ветвях статора.

K — постоянная прибора, определяемая путем измерения угла закручивания образцов с известной электропроводностью, аналогичных по форме с исследуемым образцом.

Приемная относительная погрешность измерений 2-6% для хорошо проводящих образцов (Ъ 10 -104 Ом см ) достигается при расстоянии между зеркальцем и линейкой в 1 м, объеме образца более 1 см и диаметре нити подвеса иэ вольфрамовой проволоки 30-60 мкм.

Для обеспечения. удовлетворительной точности н достаточной чувствительности измерений плохопроводящих образцов (Ь (10 Ом см ) можно увеличить расстояние между зеркальцем и линейкой, объем исследуемых образцов и величину тока в ветвях статора, уменьшать диаметр нити подвеса . 2.).

773525

Однако это приводит к существенным ухудшениям характеристик применяемого оборудования и осложнениям при проведении самих измерений. Увеличение расстояний между зеркальцем и линейкой требует значительного увеличения рабочих площадей, требуются более мощные и дорогие системы нагрева и стабилизации температуры; кроме того, увеличение объема образцов для исследований крайне нежелательно, так как часто приходится работать с материалами, стоимость которых является весьма высокой.

При увеличении рабочих токов в ветвях статора возникают неточности, связанные с нагревом катушек, применение нити подвеса диаметром менее

30 мкм нежелательно, так как -при этом. возникают растягивающие усилия, под действием которых возникает невоспро изводимость измерений.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений эа счет обеспечения воэможности измерения электропроводности в пределах 1-100 (Ом . см.) и повышения точности этих измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения электропроводности материалов во вра- . щающемся магнитном поле, содержащем помещенные в корпус статор, внутри которого размещен исследуемый образец, подвешенный на упругой нити, над статором в пределах действия его поля на той же упругой нити помещено проводящее тело — ротор, величина электропроводности которого на 4-5 порядков превышает электродность образца.

Для обеспечения большого угла закручивания подвесной системы (200

300 мм) ротор изготавливают из хорошо проводящего материала, например, латуни.

На чертеже приведена схема устройства. .Внутри помещенного в корпус 1 статора 2 на жестком штоке 3 подвешивают исследуемый образец 4 и закрепляют ротор 5, соединенный с упругой нитью

6, жестко закрепленной на другом конце подвеса 7. На этой же нити крепят зеркальце 8.

Устройство работает следующим образом.

На обмотки статора 2 подается напряжение, исследуемый образец 4 испытывает закручивающий момент и поворачивается на угол Ре . Так как в пре делах поля статора- 2 находится ротор

5, то и он сообщает всей системе некоторый. угол, поворота Фр, в результате чего вся система отклоняется на угол Р ьМ который и регистрируется по отражению зеркальцем 8 с помощью зеркальной линейки.

ИЪМ, О Р >

= Р т Р (2) следовательно (3) и величина электропроводности(Ь) при использовании предлагаемого устройст1$ ва определяется из выражения

Р д

° 2 где A — постоянная, найденная путем математической обработки экспериментальных данных (Р ) при различных величинах (i< ) по способу наименьших квадратов.

Формула изобретения

Устройство для определения электропроводности материалов во вращающемся магнитном поле, содержащее помещенные

4Q в корпус статор, внутри которого размещен исследуемый образец, подвешенный на упругой нити, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона и повйшения точности из4> мерений, над статором в пределах действия его поля на той же упругой нити помещено проводящее тело — ротор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Регель А. P. Безэлектродный метод измерения электропроводности во вращающемся магнитном поле. 1948, 18г Р 11ю с. 1511.

55 2. Глазов В. М. и др. Жидкие полупроводники, N., "Наука", 1967. «1

"ср так как путем предварительных исследо; О ваний (измерения угла закручивания системы без образца), было установлено, что угол закручивания ротора находится .в квадратичной зависимости от тока в ветвях статора

25 Р =Ai. (5)

СР) 773525

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7494/57

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Сорокина

Редактор М. Недолуженко Техред Е.Раврилешко Корректор В. Бутяга