Устройство для измерения статическихмагнитных характеристик материалов

 

О П И С А Н И Е (11)828!39

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.06.79 (21) 2781784/18-21 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

G 01R 33/12 (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.317.44 (088.8) по делам изобретений и открытий (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ

МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ

Государственный комитет

Приоритет

Изобретение относится к устройствам для испытания ферромагнитных материалов на стержневых образцах при намагничивании их в разомкнутой магнитной цепи и может быть использовано для записи петли маг- 5 нитного гистерезиса или начальной кривой намагничивания.

Известно устройство для измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце при намагничивании в частично 10 замкнутой цепи пермеаметра, содержащее намагничивающее устройство, выполненное в виде пермеаметра, коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля в испытуемом образце, механизм воз- 1б вратно-поступательных колебаний со штоком, на котором закреплен коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля в образце, а также измерительные приборы электрических напряжений, 20 пропорциональных индукции и напряженности магнитного поля, и генератор, приводящий в действие механизм возвратно-поступательных колебаний (1).

Недостаток известного устройства — невозможность при помощи его проводить испытания ферромагнитных образцов при намагничивании в соленоиде или катушках

Гельмгольца. В случае использования измерительной системы (датчик, механизм воз- 30 вратно-поступательных колебаний) данного устройства при намагничивании образцов в разомкнутой магнитной цепи появляются значительные погрешности, обусловленные неэффективностью экранирования второго конца датчика из-за больших магнитных потоков рассеивания соленоида.

Известно устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных материалов при намагничивании стержневых образцов в соленоиде. Данное устройство содержит датчик индукции, выполненный в виде цилиндрической катушки, охватывающей испытуемый образец ферромагнитного материала, намагничивающую катушку-соленоид, внутри которой заключен исследуемый образец, механизм возвратно-поступательных колебаний, генератор низкочастотных колебаний, усилитель-преобразователь, выход которого подключен к вертикальным пластинам осциллографа, к горизонтальным пластинам которого подключен эталонный резистор, включенный последовательно в цепь намагничивающего тока (2). Датчик индукции совершает при помощи механизма возвратно-поступательных колебаний возвратно-поступательные колебания относительно испытуемого образца, расположенного внутри намагничивающего соленоида.

При этом в датчике индукции наводится

828139

ЭДС, пропорциональная магнитному потоку рассеяния испытуемого образца. Чтобы в датчике не возникала ЗДС от напряженности намагничивающего поля соленоида, его размеры выбраны так, что он весь находится в зоне однородного магнитного поля соленоида.

Недостатком прототипа является то, что измерения магнитных характеристик на нем возможны лишь на эллипсоидальных образцах одного типоразмера, изготовление которых на практике весьма затруднительно, а также низкая точность измерений на неэллипсоидальных образцах.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее нам агничиваюший блок, выполненный в виде соленоида, генератор низкочастотных колебаний, связанный с механизмом возвратно-поступательных колебаний, на штоке которого закреплен датчик индукции, эталонный резистор и регистрирующий прибор, подключенные к намагничивающему блоку, и усилитель-преобразователь, подключенный к генератору низкочастотных колебаний и к датчику индукции, выход усилителя-преобразователя подключен к регистрирующему прибору, снабжено модулятором и последовательно соединенными фазовращателем, усилителем переменного тока и катушкой, расположенной коаксиально с датчиком индукции, причем выход генератора низкочастотных колебаний подсоединен к входу модулятора, вход модулятора подсоединен к эталонному резистору, а выход модулятора — к входу фазовращателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — взаимное расположение намагничивающего соленоида, испытуемого образца ферромагнитного материала, датчика индукции и катушки.

Устройство содержит намагничивающий соленоид 1, датчик 2 индукции, механизм 3 возвратно-поступательных колебаний со штоком 4, эталонный резистор 5, включенный последовательно с намагничивающим соленоидом 1, генератор 6 низкочастотных колебаний, усилитель-преобразователь 7, регистрирующий прибор 8. Устройство также содержит модулятор 9, фазовращатель

10, усилитель 11 переменного тока и катушку 12.

На штоке 4 механицизма 3 возвратно-поступательных колебаний закреплен датчик 2 индукции в испытуемом образце 13, расположенном соосно с намагничивающим соленоидом 1 и датчиком 2 индукции около его второго конца, расположенного снаружи намагничивающего соленоида 1. Длина датчика 2 индукции выбрана так, что его второй конец расположен на таком расстоянии, где магнитным потоком рассеяния испытуемого образца можно пренебречь. где  — индукция в сечении образца 13, находящемся под первым концом

35 датчика 2 индукции;

Н вЂ” напряженность магнитного поля соленоида 1 в месте расположения второго конца датчика 2 индукции.

4о Как видно из формулы, часть ЭДС, обусловленная напряженностью, приводит кпогрешности измерения индукции В. Поскольку часть ЭДС, зависящая от напряженности, прямо пропорциональна току, протека4 ющему через последовательно соединенные соленоид 1 и эталонный резистор 5, возникает возможность скомпенсировать ее в общей ЭДС датчика 2 индукции. Для этой цели и служит модулятор 9, фазовращатель

5р 10, усилитель 11 и катушка 12. При помощи модулятора напряжение постоянного тока на эталонном резисторе 5 преобразуется в напряжение переменного тока посредством фазовращателя 10, усилителя 11 и катушки

12 и в нужной фазе и амплитуде вводится в датчик 2 индукции. Этим самым осуществляется компенсация составляющей от напряженности в ЭДС датчика 2 индукции.

При изменении напряженности намагничиВо вающего поля соленоида 1 настройка компенсации не нарушается вследствие пропорциональности напряженности току, проходящему через намагничивающий соленоид.

Далее ЭДС датчика 2 индукции поступа65 ет через усилитель-преобразователь 7 на

30 механизм 3 возвратно-поступательных колебаний привод) тся в действие от генератора 6 низкочастотных колебаний, для чего выход генератора 6 низкочастотных колебаний подключен к его входу. Выход генератора 6 подключен такхке к управляющим входам усилителя-преобразователя 7 и модулятора 9. Усилитель-преобразователь 7 служит для усиления переменной

ЭДС датчика 2 индукции и преобразования с учетом фазы напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Выход усилителя-преобразователя 7 подсоединен к координате У двухкоординатного регистрирующего прибора 8, к координате Х которого подсоединен эталонный резистор

5 и выход модулятора 9. Выход модулятора 9 через последовательно соединенные фазовращатель 10 и усилитель 11 переменного тока подсоединен к катушке 12.

Устройство работает следующим образом.

Намагничивающий соленоид 1 подключают к регулируемому источнику питания (на фиг. 1 не показан). При этом создается постоянное магнитное поле, намагничивающее образец 13. При вибрации датчика 2 индукции относительно образца 13 и магнитного поля соленоида 1 в последнем наводится

ЗДС, пропорциональная

l:: — H, 828139

Формула изобретения

Устройство для измерения статических магнитных характеристик материалов, содержащее намагничивающий блок, выполненный в виде соленоида, генератор низко- 20 частотных колебаний, связанный с механизмом возвратно-поступательных колебаний, на штоке которого закреплен датчик индукЯ илом юкллжю

Составитель Е. Данилина

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Ушакова

Корректор О. Тюрина

Заказ 923/!О Изд. № 342 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Х вЂ координа прибора 8, на координату У которого поступает напряжение с эталонного резистора 5, пропорциональное величине напряженности намагничивающего поля.

При непрерывном изменении тока через намагничивающий соленоид 1 на двухкоординатном регистрирующем приборе 8 происходит запись петли магнитного гпстерезиса испытуемого ферромагнитного образца 13.

Устройство по сравнению с известным имеет более высокую точность и позволяет проводить измерения на неэллипсоидальных образцах. ции, эталонный резистор и регистрирующий прибор, подключенные к намагничивающему блоку, и усилитель-преобразователь, подключенный к генератору низкочастотных ко5 лебаний и к датчику индукции, выход усилителя-преобразователя подключен к регистрирующему прибору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено модулятором и после10 довательно соединенными фазовращателем, усилителем переменного тока и катушкой, расположенной коаксиально с датчиком индукции, причем выход генератора низкочастотчых колебаний подсоединен к управляющему входу модулятора, вход модулятора подсоединен к эталонному резистору, а выход модулятора — к входу фазовращателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ЧССР ¹ 810079, кл. 21е, 37/10, 1970.

2. Лвторское свидетельство СССР по заявке № 2735019/21, кл. G OIR 33/12, 1979.