Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

 

(72) Авторы изобретения

Н. К. Трусов и В. Н. Кулагин

;-1

Инстнтут прнклапной фнтнкн Акалемии Наук Бело сскойсCCp (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к магнитометрии, в частности, к испытаниям ферромагнитнъй< ма-, териалов и измерению их статических магнитных характеристик на стержневых образцах и может быть использовано для записи петли мы нитного гистерезиса на двухкоординатном графопостроителе. Преимущественная область использования предлагаемого устройства— измерения магнитных характеристик на стержневых образцах, намагничиваемых в разомкнутой магнитной цепи.

Известно устройство, которое содержит задатчик закона изменения напряженности намагничивающего поля, управляемый источнцк тока, электромагнит, коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля, усилители, интеграторы и двухкоординатный регистрирующий прибор (1).

Недостатком известного устройства является . низкая точность при испытании ферромагнитных материалов в разомкнутой магнитной цепи в условиях, когда относительная магнитная проницаемость изменяется в значительных пределах (например, от 10000 до 1), Это обусловлено тем, что напряженность намагничивающего поля для магнитомягких материалов даже на небольших расстояниях от поверхности образца в сильной степени отличается от напряженности внутри .образца. Кроме того, точность измерений напряженности магнитного поля ограничена чувствительностью индукцнонной катушки (мннимальная величина напряженности магнитного поля, измеряемого индукционной катушкой, составляет примерно 1000 А/м).

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные управляемый источник тока и намагничивающую обмотку, датчик индукции магнитного поля, подключенный через последовательно соединен.

20 ные усилитель и интегратор ко входу У двухкоординатного самописца, снабжено генератором переменного напряжения, двумя избирательными усилителями, настроенными на вторую и чствертую гармоники основной частоты генератора, двумя синхронными детек. торами и сумматором, причем выход усилителя через соответствующие последовательно включенные избирательный усилитель и синхронный детектор подключен ко входам сумматора, выход которого связан со входом

Х двухкоординатного самописца, а первый, второй и третий выходы генератора переменного напряжения подключены соответственно к датчику индукции магнитного поля и управляющим входам первого и второго синхронных детекторов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — взаимное расположение испытуемого образца и датчика индукции.

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов на стержневых образцах, намагничиваемых в разомкнутой магнитной цепи, содержит управляемый источник l, намагничивающую обмотку 2 (соленоид), генератор 3 переменного напряжения, пьеэокерамический вибратор 4, датчик 5 магнитной индукции, усилитель 6, избирательные усилители 7 и 8, интегратор- 9, синхронные детекторы 10 и

11, двухкоординатный самописец 12 и сумматор 13. Выход управляемого источника 1 тока соединен с намагинчивающей обмоткой

2. Первый выход со генератора 3 переменного напряжения подключен к вибратору 4, а второй 2 сО и третий 4 uf его выходы соответственно подключены к управляющим входам синхронных детекторов 10 и 11. Измерительная обмотка датчика 5 индукции через усилитель 6 подключена параллельно входам интегратора 9, избирательных усилите. лей 7 и 8. Избирательный усилитель 7 настроен на вторую гармонику генератора 3, а избирательный усилитель 8 — на четвертую гармонику генератора 3. Выходы избирательных усилителей 7 и 8 соответственно через синхронные детекторы 10 и 11 и сумматор

13 подсоединены ко входу Х двухкрординатиого самописца 12, ко входу У которого подключен выход интегратора 9.

Устройство работает следующим образом, Испытуемый образец 14 располагают продольной осью вдоль направления однородного магнитного поля намагничивающей обмотки 2 (фиг. 2). В центральной части образца коаксиально размещают датчик 5 индукции и напряженности магнитного поля, возникающих в образце ферромагнитного материала. Под воздействием напряжения генератора 3 датчик 5 за счет вибратора 4 начинает совершать злектрострикционные колебания с удвоенной . частотой. При этом в измерительной обмотке

901959

20 натном самописце регистрируется замкнутая петля магнитного гистереэнса.

Предлагаемое устройство позволяет производить испытания ферромагнитных материалов

В разомкнутой магнитной цепи с высокрй точностью как магнитомягких, так и магнитотвердых материалов, что достигается высокой чувствительностью используемого датчика (1 10 А/м), идеальной линейностью датчика во всем диапазоне магнитных полей, измерением напряженности магнитного поля внутри ферромагнитного образца, использованием одного и того же преобразователя для измерения индукции и напряженности магнитного поля.

35

4 датчика 5 возникаег ЗД(, амнлитупа нгорой1 гармоники которой прямопорциональна напряженности магнитного ноля, а амплитуда четвертой гармоники прямопропорциональна градиенту напряженности магнитного поля. ЭдС возникающая в измерительной обмотке датчика 5, пропорциональна скорости изменения индукции ферромагнитного материала в поперечном сечении образца. Указанные сигналы через широкополосный усилитель 6 поступают на усилители 7 и 8 и интегратор 9, где происходит их разделение, На выходе интегратора 9 формируется сигнал, пропорциональный индукции, а на выходе сумматора 13— сигнал, пропорциональный напряженности внутреннего намагничивающего поля внутри ферромагнитного образца, При непрерывном изменении намагничивающего тока в намагничивающей системе от минимума до максимума с переходом через ноль на двухкоорди!

Формула изобретения

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные управляемый источник тока и намагничивающую обмотку, датчик индукции магнитного поля, подключенный через поспедовательно соединенные усилитель и интегратор ко входу У двухкоординатного самописца„о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено генератором >теременного напряжения, двумя избирательными усилителями, настроенными на вторую и четвертую гармоники основной частоты генератора, двумя синхронными детекторами и сумматором, причем выход усилителя, через соответствующие поСледовательно включенные избирательный усилитель и синхронный детектор нодключен ко входам сумматора, выход которого связан со входом Х двухкоординатного самописца, а первый1второй и третий выхоСоставитель Й. Данилина

Техред Ж.Кастелевич

Корректор М. ШаРоши

Редактор Л. Горбунова

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 12376/56

Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ды генератора подключены соответственно к датчику индукции магнитного поля и управляющим входам первого и второго синхронных детекторов.

901959 а

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 297933, кл. G 01 R 33/12, 1967.