Устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных колец
Союз Советских Ссщиалистических Республик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ {6! ) Дополнительное и авт. свид-ву(22) Заявлено 18.01.80 (21 } 2870141/18-21 с присоединением заявки М (23) Прнорнтет— Опубликовано 23.09.81 - Бюллетень № 35 Дата опубликования описания 26 09 81 (5l)M. Кл. G 01 R 33/12 Ркудврстееииый «еиитет СССР ав делан изебретеиий и открытий (53) УДК 621. .31 7.44 (088.8) 10. А. Молчанов, A. Я. Чернокоз, Л. М; Борисов". и Ю. К. Савельев ) I Ф Р ъ j . - -.:,i Р t Владимирский политехнический институт t (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБ Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для, измерения магнитных свойств ферромагнитных колец, в частности для измерения азимутальной неоднородности магнитных свойств. Известно устройство, позволяющее измерять магнитные свойства ферромаг« нитных колец, которое содержит цотенциалометр, выполненный иа сердечнике Побразной формы, в зазоре которого раз» мешен нуль-индикатор, выполненный в виде датчика Холла и связанный с входом усилителя, выход которого через последовательно соединенные управляемый источник тока и компенсационную обмотку, нанесенную на сердечник, соединен с регистрирующим прибором 1 . Недостаток устройства заключается в его невысокой точности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, которое содержит магнитопровод,на который нанесена компенсационная обмотка, соединенная с источником компенсациожого тока, намагничиваюшую обмотку с дополнительными витками, помещенную на образце, испытательный мост из магнитно-мягкого материала, измерительную обмотку нанесенную на образец и включенную и цепь баллистического гальванометра Г2(. Однако. устройство не предусматривает непосредственного измерения азимутальной неоднородности магнитных свойств ферромагнитных колеи. Известное устройство может быть применено для. измерения магнитных свойств ! 5 отдельных участков ферромагнитного кольца, при этоМ возникают погрешности обусловленные непостоянством средней напряженности поля. Кроме того, оно не предназначено для измерений неоднородностей в пере- менных магнитных полях. Бель изобретения — повышение точности. измерений. 866521 55 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных колец, содержа цее потенциалометр с обмоткой, подключенной к нуль-индикатору, намагничигвюшую и компенсационную обмотки, источник намагничиваюшего тока и источник компенсационного тока, входы которых соединены с генератором переменного напряжения, и регистркруюший блок, введе- jp ны усилитель тока, сумматор и два резистора, один из которых включен между источником намагничиваюшего тока и намагничиваюшей обмотки, второй резистор включен между компенсационной обмоткой и 15 источником компенсационного тока, при этом выводы второго резистора соединены с одним иэ входов сумматора,а дру— гой вход соединен с выводами первого резистора и входом. усилителя тока, выход zp которого подключен к намвгничиваюшей обмотке, а выход сумматора подсоединен к регистрирующему блоку,. На чертеже показана структурная схема устройства для измерения магнитных 25 свойств ферромагнитных колец. Устройство содержит нуль-индикатор 1, намагничиваюшую обл<отку 2, образец 3, потенциалометр 4 с обмоткой 5, компенсационную обмотку 6, усилитель 7 то- 5В ка, резисторы 8 и 9, сумматор 10, источник 11 компенсационного тока, регистрирующий блок 12, источник 1 3 намагничиваюшего тока, генератор 14 переменного напряжения. Устройство работает следуюшим обрв ом. При намагничивании кольцевого образца 3 переменным током протекающим в обмотке 2 от источника 13 намагни- 4О чиваюшего тока через резистор 9, в образце создается магнитный поток, величина которого в силу непрерывности индукции в неоднородной среде и значение проницаемости М W 1, остается постоянной. При наличии неоднородностей магнитных свойств, на отдельных участках образца создается неодинаковая напряженность магни тного поля. Отклонение величины напряженности пс 50 ля определяется относительно среднего значения, которое определяется по закону полного тока Б < ы н р= 4 асср- длина средней линии; - амплитуда намагничиваюшего тока источника 13 тока; %и - число витков намагничиваюшей обмотки 2. На контролируемом участке образна установлен сердечник потенциалометра 4 с обмоткой 5. Падение магнитного напряжения на контролируемом участке созда- . ет поток в сердечнике потенциалометра 4. Ток, регулируемый по вмпдитуде и фазе источником 11 компенсационного тока, протекает через резистор 8 и компенсационную обмотку 6, компенсируя при этом падение магнитного напряжения на контролируемом участке. В момент полной компенсации поток в сердечнике потенциалометра 4 отсутствует, что регистрируется нуль-индиквторола 1. При нолной компенсации падение напряжения на резисторе 8 пропорционально магнитному напряжению на контролируемом участке, а следовательно, среднему значению напряженности магнитного поля на этом участке. Компенсационный ток в обмотке 6 создает дополнительную мвгнитодвижушую силу, при этом средняя напряженность поля в образце н "н+ к к с гМ Нср — среднее значение напряженнос1 ти поля при компенсации магнитного напряжения контролируемого участка; N< - число витков компенсационной обмотки; - компенсационный ток. При компенсации магнитного напряжения на различных участках образца с неоднородными свойствами, средняя напряженность меняется пропорционально току 4 . При определении относительной неоднородности необходимо постоянное знаt чение Н, для чего через нвмагничиваюшую обмотку 2 пропускают дополнительный ток, пропорциональный компенсационному току 3к от усилителя 7 тока в противофазе основному току ЗН . При этом wH" К13v,eH+ЗK%K Н СР н н (% - к> lcm где К вЂ” коэффициент пропорциональности между .вьиодным током усилителя 7 и током Эк . 866621 При условии К,Ын - W получим Таким образом, средняя напряженность магнитного поля в образце остается пос- тоянной. Питание источников 11 и 13 тока осуществляется от генератора 14 переменного напряжения. Для непосредственного отсчета величи1О ны азимутальной неоднородности, напряжение с резистора 8 пропорциональное средней напряженности контролируемого участка подается на один вход сумматора 10, а на другой вход подается напряжение с резистора 9, пропорциональное общей средней напряженности поля в образце. Выходное напряжение сумматора О=К (ср -"ся) ю 28 где К - коэффициент пропорциональности. По показаниям регистрирующего блока 12 при И САМ можно определить непо- средственно величину относительной неоднородности магнитных свойств ферромагнитного кольца. Введение усилителя тока и резистора 8 позволяет стабилизировать среднюю напряженность поля в образце, при измерении напряженности поля на контролируемо мом участке компенсационным методом. Стабилизация средней напряженности поля необходима для получения идентичности условий испытания при контроле неодноро дности магнитных свойств вдоль средней линии кольца, а также для непосредственного отсчета величины неоднородности. Введение сумматора и резисторов позволяет выделить разностный сигнал, пропорциональный неоднородности магнитных свойств4@ кольца и произвести непосредственный отсчет. Таким образом, предложенное устройство позволяет стабилизировать . среднюю напряженность магнитного поля и определить аэимутальную неоднородность магнитных свойств ферромагнитных колец. Ф ормула изобретения Устройство для измерения магнитных свойств ферромат.нитных колец, содержащее потенциалометр с обмоткой, подключенной к нуль-индикатору, намагничиваю I щую и конденсационную обмотки, источник намагничивакщего тока и источник компенсационного тока, входы которых соединены с генератором переменного напряжения и регистрирующий блок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, оно снабжено усилителем тока, сумматором и двумя резисторами, один из которых включен между источником намагничивающего тока и намагничивающей обмоткой, втор и резистор включен между ситочником компенсационного тока и компенсационной обмоткой, при этом выводы второго резистора соединены с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходами первого резистора и входом усилителя тока, выход которого..подключен к намагничивающей обмотке, а выход сумматора подсоединен к регистрирующему блоку. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР % 530290, кл. G Ol Я 33/02, 1976. 2. Февралева Н. Е. Магнитотвердые материалы и постоянные магниты. Киев, "Наукова Думка, 1969, с. 141-143. 866521 Составитель Ф. Тарнопольская Редактор Г. Волкова Техред A. Савка Корректор Г. Решетник Заказ 8073/69 Тираж 735 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
