Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

 

Сотов Советских

Соцмалмстическмх

Респубаес

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

{6f ) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 111179 (21) 2834900/18-21 (5()M КЛ с присоединением э а явки Ио с 01 а зз/1г

Государственный комитет

СССР ио делан изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК а 21. 317..44(088 ° 8) Опубликовано 15088i.áþëëåòåíü N9 30

Дата опубликования описания 15,0881 (72) Автор изобретения

Н.К. Трусов 1

Отдел физики неразрушающего кон оля АН Белорусской CCP

f (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике, в частности к испытаниям ферромагнитных материалов и измерению их статических магнитных характеристик на стержневых образцах, намагничнваемых в разомкнутой цепи, и может быть использовано для записи основной кривой намагничивания и петель магнитного гистерезиса на двухкоординатном регистрирую10 щем приборе.

Известно устройство для осциллографирования петель магнитного гистерезиса с помощью накладного феррозондового датчика. устройство содер- 15 жит последовательно включенные намагничивающую систему, выполненную в виде катушек Гельмгольца или соленоида, эталонный резистор и вход вертикальной развертки осциллографа, фер- 20 розонд — полемер, расположенный на поверхности исттытуемого ферромагнитного образца, а также магнитометр, выход которого подсоединен ко входу горизонтальной развертки осциллографа (11

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений параметров петли магнитного гистере- зиса (за исключением остаточной намагниченности), обусловленная тем, что напряженность внешнего намагничивающего поля прямо не связана с намагниченностью испытуемого образца.

Поэтому установка позволяет только регистрировать некие условные петли магнитного гиетерезиса, лишь по отдельным точкам (остаточная намагниченность) которых можно судить о действительных параметрах ферромагнитного материала.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее намагничивактций блок, выполненный в виде катушек Гельмгольца и связанный с блоками измерения напряженности внешнего и внутреннего намагничивающих полей, выход которого подключен ко входу горизонтальной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора, при этом блок измерения напряженности внешнего намагничивающего . поля выполнен в виде последовательно соединенных с намагничивающим блоком эталонного резистора и измерителя намагничивакицего тока, а блок нз855571

10 нальная схема предлагаемого устройства. мере ни я в ну тре í í e ro н ама гни чи в ающ его поля выполнен в виде последовательно, соединенных феррозонда - пол9мера и магиитометра, снабжено вычитающим блоком, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к выходам блоков измерения напряженности внешнего и внутреннего намагничивающих полей, а выход - ко входу вертикальной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора.

На чертеже представлена функциоСхема устройства для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов на стержневых образцах, намагничиваемых в разомкнутой магнитной цепи, содержит намагничивающий блок 1, выполненный в виде катушек Гельмгольца, испытуемый ферромагнитный образец 2, блок

3 измерения напряженности внутреннего намагничивающего поля 3, блок 4 измерения напряженности внешнего намагничивающего поля, эталонный резистор 5, измеритель б намагничивающего тока, вычитающий блок 7, феррозонд— полемер 8, магнитометр 9 и двухкоординатный регистрирующий прибор 10.

Магнитометр 9 и феррозонд — полемер

8 представляют собой не что иное, как измеритель напряженности внутреннего намагничивающего поля с измерительным. преобразователем. Функции измерительного преобразователя и измерителя напряженности внешнего намагничивающего поля выполняют эталонный резистор 5 и измеритель б намагничивающего тока. Феррозонд — полемер 8 расположен на поверхности испытуемого ферромагнитного образца 2 и подключен ко входу магнитометра 9, выход которого подсоединен ко входу горизонтальной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора 10 и второму входу вычитающего блока

7. Вход измерителя б намагничивающего тока подсоединен к эталонному резистору 5, а выход — к первому входу вычитающего блока 7, выход которого подсоединен ко входу вертикальной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора 10.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый ферромагнитный образец

2 намагничивается внешним однородным полем Ц катушек Гельмгольца, образующих намагничивающнй блок 1. Падение напряжения на эталонном резисторе 5 пропорционально величине напряженности намагничивающего блока 1, т,е. сигнал Ц на выходе измерителя б, входящего в блок 4 измерения напряженности внешнего намагничивающего поля, определяется следующей зависимостью.

"@ - K H у (1) где К -, постоянный коэффициент.

65. Поскольку вследствие принципа непрерывности тангенциальная составляющая напряженности намагничивающего поля Н на поверхности ферромагнитного образца 2 равна напряженности внутреннего намагничивающего поля

Н;, то сигнал U на выходе магнитометра 9, входящего в блок измерений напряженности внутреннего намагничивающего поля, равен:

U> К„Н„ (2) где K — постоянный коэффициент.

На выходе вычитаюшего блока 7 формируется сигнал Оу, пропорциональный напряженности размагничивающего поля Ho °

7 uá 0» к(н Н) kH I (3)

Таким образом, на двухкоординатном регистрирующем приборе 10 при изменении намагничивающего тока по пилообразному закону происходит запись петли магнитного гистерезиса в координатах

Но = N31 Н1 °

Поскольку для однородно намагничиваемых в разомкнутой магнитной цепи стандартных образцов N const, то можно говорить об измерении петли магнитного гистерезиса по намагниченности.

Погрешность измерений намагниченности для больших g, стремится к погрешности измерения напряженности внешнего. намагничивающего поля и определяется в основном погрешностью коэффициента размагничивания.

Устройство по сравнению с известным обладает высокой точностью и чувствительностью и позволяет проводить испытания ферромагнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью в разомкнутой магнитной цепи.

Формула из обре те ни я

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее намагничивающий блок, выполненный в виде . катушек Гельмгольца и связанный с

5локами измерения напряженности внешнего и внутреннего намагничивающих полей, выход которого подключен ко входу горизонтальной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора, при этом блок измерения напряженности внешнего намагиичивающего поля выполнен в виде последовательно соединенных с иамагничивающим блоком эталонного реэнстора и измерителя намагничивающего тока, а блок измерения внутреннего иамагнмчивающего поля выполнен в виде последовательно соединенных феррозоида " полемера и магнитометра„ о т л и ч а ю щ е е с я

855571

Составитель Г. Змиевская

Редактор Л.Повхан Техред Ж. Кастелевич Корректор И

Заказ 6901/65 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вычитающим блоком, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к выходам блоков измерения напряженности внешнего и внутреннего намагничивакщих полей, а выход — ка входу вертикальI ной развертки двухкоординатного регистрирующего прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1."Заводская лаборатория", 1978, М 6, с. 713.