Устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов

 

Союз Советскик

Соцмапмстмческми

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >953607

I

/;-r

/ (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву (22) Заявлено 02. 02. 81 (21) 32411 71/18-21 с присоединением заявки № (23) П риоритет (5l)M. Кл.

G 01 R 33/12

3ееударотеенный комитет по делам изобретений

И DTNPblTIIII

Опубликовано 23 ° 08 ° 82 ° Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 23.08. 82 (53) УДК621.317.. 44.(088. 8) (72) Авторы изобретения

А.Я. Яики н, В. Г. Сергеев и А.С. Ковалев

Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭРЦИТИВНОЙ

СИЯЛ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ лю (11, 1

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов как в разомкнутой, так и в замкнутой маг5 нитной цепи, Известно устройство для измерения коэрцитивной силы, содержащее источ" ник тока, катушку намагничивания, измерительный шунт, измерительную ка.lD тушку, интегратор, нуль-орган, регистрируоций прибор.. Коэрцитивная сила определяется регистрирующим прибором по величине напряжения на измерительном шунте в момент равенства намагниченности или индукции нуНедостатками данного устройства являются ограниченная точность изме- го рения при измерении в разомкнутой магнитной цепи, а также потери мощ" ности, возникающие в измерительном шунте.

Измеряемая величина в нем определяется после определенного количества циклов перемагничивания и соответствующей обработки. Количество циклов перемагничивания постоянно и определяется точност ью измерения и диапазоном измерения регистрирующего прибора g2).

Известно также устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, содержащее блок управления, выход которого через .блок намагничивания подключен к индукционной катушке намагниченности образца, интегрирующий усилитель и три ключа.

Недостатком известного устройства является зависимость погрешности измерения от числа циклов перемагничивания и диапазона измерения регистрирующего прибора, от типа материала и его геометрических размеров.

3 9536

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, содержащее блок управления, выход которого через блок намагничивания подключен к индукционной катушке намагниченности образца, интегрирующий to усилитель, три ключа, введены счетчик количества циклов перемагничивания, фазовый детектор, индукционный датчик поля, измерительный интегратор, компаратор, нуль-орган, измеритель интервалов времени, причем выход блока намагничивания подключен к входу индукционного датчика поля, выходы которого соответственно через первый и второй ключи подключены к входу измерительного интегратора, выход которого соединен с первыми входами компаратора и нуль-органа, вторые входы которых соединены с шинами опорных напряжений, выход индукционной катушки намагниченности образца через последовательно соединенные интегрирующий усилитель и фазовый детектор подключен к третьему входу компаратора и управляющим входам первого и второго ключей, выход нуль-,органа подключен к первому входу измерителя интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом компаратора, а через блок управления подключен к управляющему входу третьего ключа., вход которого через счетчик количества циклов намагничивания соединен с входом блока намагничивания, а выход подключен к входу измерительного интегратора.

На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство включает блок 1 намагничивания, блок 2 управления, индукционную катушку 3 намагниченности образца, индукционный датчик 4 поля с . двумя встречно включенными обмотками, интегрирующий усилитель 5, Фазовый детектор 6, ключи 7 - 9, измерительный интегратор lO, компаратор

11, нуль-орган 12, счетчик 13 количества циклов перемагничивания, изме- 55 ритедь 14 интервалов времени.

Устройство работает следующим образом.

07

Блок 2 управления включает блок намагничивания, который формирует определенный закон изменения тока в соленоиде. Форма зависимости напряженности поля Н(с) в соленоиде показана на фиг. 2.

При увеличении тока в цепи соленоида намагниченность испытуемого образца возрастает, появляется напряжение в индукционной катушке 3 намагниченности образца, при этом увеличивается напряжение на интегрирующем усилителе 5, на выходе фазового детектора 6 появляется управляющий сигнал, который откроет ключ 8 и закроет ключ 7. На выходе измерительного интегратора lO Формируется напряжение, пропорционально напряженности поля Н, После конца цикла перемагничивания, при равенстве нулю намагниченности образца, на выходе

Фазового детектора 6 отсутствует управляющий сигнал. Ключи 7 и 8 в этот момент закрыты и на выходе измерительного интегратора 10 фиксируется. напряжение, пропорциональное коэрцитивной силе. При дальнейшем перемагничивании детали отрицательным полем на выходе Фазового детектора 6 появляется управляющий сигнал, который открывает ключ 7 и закрывает ключ 8. На выходе измерительного интегратора l0 формируется напряжение, пропорциональное отрицательному значению í-пряженности поля в соленоиде.

После конца цикла перемагничивания отрицательным полем, при равенстве нулю намагниченности или индукции в образце, фазовый детектор 6 управляацим сигналом закрывает ключи 7 и 8, при этом на измерительном интеграторе 10 зафиксируется напряжение, пропорциональное сумме удвоенной коэрцитивной силы материала, полученной за первый цикл перемагничивания и коэрцитивной силе материала за второй цикл перемагничивания..Если в момент равенства нулю намагниченности или индукции в образце после второго, четвертого и т.д. циклов перемагничивания напряжение на измерительном интеграторе

10 превышает значение 0 (U o - опорное напряжение на компараторе, определяемое точностью измерений и размером детали), срабатывает компаратор 11.

При срабатывании компаратора 11 подается сигнал на запуск измери5 теля 14 интервалов времени и в блок упра влен ия, кот орый вы ключ ает намагничивающий блок и открывает ключ 9.

При открывании ключа 9 на вход изме" рительного интегратора 10 поступает напряжение с выхода счетчика 13 количества циклов перемагничивания 1ььп1ь= (nep ") 1 где U - выходное напряжение счетВИ) 13 чика 13 количества циклов перемагничивания, К вЂ” масштабный коэффициент

4 счетчика 13.

При равенстве на выходе измерительного интегратора 10 нулю ñðàбатывает нуль-орган 12, который подает сигнал управления на прекращение работы измерителя 14 интервалов времени. Измеряемая величина определяется по количеству циклов перемагничивания и находится как частное от деления

0o+aU (Xhlпер ") где N — количество циклов перемагничивания 0 — разница напряжений между

0 и напряжением на втором входе компаратора, X измеряемая величина коэрцитивной силы.

Разница во времени между срабатываниями компаратора 11 и нуль-органа 12 пропорциональна коэрцитивной силе, так как напряжение на измерительном интеграторе 10 в момент равенства нулю намагниченности или индукции пропорционально измеряемОй величине и определяется формулой (3bblxao Хцьм(2йпер-1)Х = Uo+ 0> где К - масштабный коэффициент из.2. мерительного интегратора 10.

При открывании ключа 9 на вход измерительного интегратора 10 подается напряжение, пропорциональное коли чест ву циклов перема гни чивания ° Напряжение на выходе измерительного интегратора 10, при подаче на вход отрицательного напряжения начинает уменьшаться. Время, за которое напряжение на измерительном интеграторе 10 изменяется от J -0> -0в до нуля, можно найти из вы- "о ражения

ВЫх1о ÄU Sy, 40 ния.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, содержащее блок управления, выход

45 которого через блок намагничивания подключен к индукционной катушке намагниченности образца, интегрирующий усилитель, три ключа, - о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, в него введены счетчик количества циклов перемаг" ничивания, фазовый детектор, индукционный датчик поля, измерительный интегРатоР, компаратор, нуль-орган, измеритель интервалов времени, причем выход блока намагничивания подключен к входу индукционного датчика поля, выходы которого соответст953607 6 где C — постоянная измерительного интегратора 10;

М вЂ” время между срабатываниями компаратора 11 и нуль-органа 12, )К>)пЕ ->) = мъм ЧмКк мам КОбш (>N ВЕК- < >

Из выражения (4) видно, что вре1О мя измерения аф измерителя интервалов времени 14 пропорционально из- меряемой величине.

Многократное перемагничивание образца до момента, когда напряжение

15 на выходе измерительного интегратора 10 при равенстве намагниченности или индукции образца нулю, превысит значение 00 и построение устройства с применением счет чика количества циклов перемагничивания и измеритего ля интервала. времени позволяет расши. рить диапазон измерений при одинаковой точности измерений. Подключение фазового детектора к интегратору канала измерения намагниченности и

25 управление работой ключеи на входе измерительного интегратора 10 от фазового детектора 6 позволяет исключить влияние размеров образца на измеряемый параметр. При .этом так же значительно уменьшилось влияние дрейфа нуля интегрирующего усилителя 5, так как при нечетных и четных циклах перемагничивания влияние дрейфа ну- . ля на результат измерения имеет раз35 ный знак, т.е. компенсируется, что позволяет повысить точность измере венно через первый и второй ключи подключены к входу измерительного интегратора, выход которого соединен с первыми входами компаратора и нуль-органа, вторые входы которых соединены с шинами опорных напряжений, выход индукционной катушки намагниченности образца через последовательно соединенные интегрирующий усилитель и фазовый детектор подключен к третьему входу компаратора и . .управляющим входам первого и второго клюией, выход нуль"органа подключен к первому входу измерителя интервалов времени, второй вход ко953697 8 торого соединен с выходом компаратора, а через блок управления подключен к управляющему входу третьего ключа, вход которого через счетчик количества циклов намагничивания соединен с выходом блока намагничивания, а выход подключен к входу измерительного интегратора.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе

1. февралева Н.Е. Магнитотверцые материалы и постоянные магниты.

Киев, "Наукова думка", 1969, с. 193.

2. Авторское свидетельство СССР

is t 675379, кл. G 01 R 33/12, 07.02.77.

953607

Заказ 7

75 Тираж 7 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Т. Краснова

Редактор Г. Кацалап Техред Т. Маточка Корректор Н. Король