Способ формирования магнитного потока в ферромагнитном образце Советский патент 1984 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитный измерениям и может быть использовано в автоматизированных измерительных устройствах для испытаний магнитных материалов и изделий из них. Известен способ получения синусоидального потока индукции в ферромагнитном образце с помощью следящих систем, состоящий в том, что образец намагничивают периодическим током, получают сигнал рассогласования, пропорциональный разности эта лонного сигнала и сигнала магнитного потока, и корректируют сигнал тока намагничивания путем вычитания из не полученного сигнала рассогласова-ния до совпадения формы магнитного, потока с формой эталонного сигна - И Недостаток способа заключается в том, что система, в которой в качестве корректирующего воздействия принимается величина рассогласования между эталонным сигналом и Ьигналом магнитного потока, сводится к систем.е регулирования с нелинейным элемен том в контуре.регулирования, работа которой может быть неустойчива. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является еп соб форьшрования синусоидального закона изменения магнитного потока в образце, состоящий в том, что образец намагничивают периодическим током произвольной формы и корректируют форму этого тока путем введения в состав основной гармоники сигнала то ка намагничивания высших гармонических составляющих, причем необходимые амплитудно-фазовые, соотношения между сигналами основной гармоники и каждой высшей гармоникой устанавливают последоват.ельными приближениями до совпадения формы магнитного поток с формой эталонного сигнала 2j . ; Точность формирования заданного закона изменения магнитного потока в образце определяется количеством высших гармоник, вводимых в состав основного сигнала, которое при практической реализации данного способа является ограниченным по технико-эко номическим причинам. Кроме того, спо соб характеризуется сложностью алгоритма управления амплитудно-фазовыми соотношениями между гармониками, так .как регулирование одновременно про:изводится по двум параметрам - по амплитуде и по фазе, а формирование управляющего воздействия - по оценке интегрально.го параметра, например, коэффициента гармоник, или спектральных характеристик сигнала магнитной . индукции. Регулирование амплитуднофазовыми соотношениями с целью получения заданной формы магнитного пото ка неизбежно приводит к изменению ам,плитуды магнитного потока от заданной, что требует повторения процесса коррекции формы магнитной индукции. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения заданного закона изменения магнитного потока в ферромагнитном образце. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формирования магнитного потока в ферромагнитном об-, разце, основанном на первоначальном намагничивании образца периодическим током произвольной формы и корректировании формы этого то1ка путем последовательных приближений до совпадения формы магнит ного потока с формой эталонного сигнала, форму эталонного сигнала задают нормированной во времени последовательностью дискретных значений, на каждом шаге последовательньрс приближений фиксируют пары дискретных значений сигналов, пропорциональных току и магнитному потоку, для каждого нормированного дискретного значения магнитног9 потока определяют в пределах одноименных интервалов монотонности .номер равного ему дискретного значения эталонного сигнала, который присваивают значению тока намагничивания, сопряженному с выбранным значением магнитного потока, формируют временную последовательность дискретных значений тока намагничивания в порядке возрастания номеров и воспроизводят ее на следующем шаге последовательных приближений. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого -способа J на фиг. 2 - временные диаграммы. Устройство (фиг. 1) состоит из последовательно соединенных функционального генератора 1 кодов, электронно-вычислительной машины (ЭВМ)2, цифро-аналогового преобразователя 3, усилителя 4, намагничивающей обмотки 5 и резистора 6, последовательно соединенных измерительной обмотки 7, интегратора 8 и аналого-цифрового преобразователя 9, соединенного со входом ЭВМ, управляемого таймера 10 и блока 11 сравнения кодов, подключенных к ЭВМ 2 и к генератору 1 кодо .Способ осуществляется следующим о разом. Первоначально намагничивают исследуемьй ферромагнитный образец произвольной формой TOKatyt) (фиг.2) , амплитуда которого устанавливаете из условия получения требуемой ампли туды магнитного потока в образце, с помощью управляемого таймером 10 функционального генератора 1 кодов, сигнал с выхода- которого через ЭВМ 2 цифро-аналоговый преобразователь 3 и усилитель 4 подается на намагничивающую обмотку 5 (фиг. 1) На фиг. 2 форма тока намагничивания для упрощения выбранасинусоидальной. Коррек цию формы тока намагничивания, представленного, кодами, пропорциональными дискретным значениям непрерывного сигнала, осуществляют с помощью ЭВМ Эталонный сигналу4,(tKфиг. 2) также задают функциональньм генератором 1 кодов в виде последовательности дискретных значений, обозначенных номерамип , например, в порядке их возрастания от 1 до N , причем каждый номер однозначно определяет временну координату дискретного значения этог сигнала, задаваемого таймером 10.Вре менная координата эквивалентна адресу ячейки памяти в ЭВМ 2, в которую заносится код, пропорциональный этому значению. Процесс коррекции для первого шага последовательных приближений. С помощью аналого-цифрового преобразов теля 9, подключенного входами к рези стору 6 и к измерительной обмотке 7 через интегратор 8, фиксируют в па мяти ЭВМ 2 петлю гистерезиса(й)(фиг. 1 .в виде пар дискретных значений сигна лов,, пропорциональных току и магнитному потоку. Затем с помощью блока . 11 сравнения кодов для каждого дискретного значения сигнала магнитного потока(tjнaxoдят paвнoe значение эта лонного cигнaлa j„{t).. Например, значе-; нию fl соответствует значение U. Для устранения неоднозначности поиск ведут.на .одноименных интервалах монотонности аЬ . Значение «Р), координатами п -ой точки петли гистерезиса связано с дискретным значением тока намагничивания in, которому присваивают номер найденного значения эталонного сигнала. Аналогично определяют.и остальные дискретные значения тока намагничивания, которые затем запоминают в специально отведенном массиве памяти ЭВМ 2 в порядке возрастания их номеров и воспроизводят, на следующем шаге кор1}екции в моменты времени, определяемыми номерами этих значений по сигналам таймера 10. Форма воспрбг изводимого тока намагничивания соответствует скорректированной форме , токаи др()(фиг. 2). Форма динамической петли гистерезиса, определяемой в основном величиной динамической коэрцитивной силы, зависит от относительного уровня высщих гармонических составляющих в спектре сигнала магнитного потока.Поэтому перемагничивание образца на следующем шаге последовательных приближений скорректированной формой тока« ор(1) , определенной на первом шат ге при изменении координаты петли .гистерезиса, связанной с магнитным потоком, по синусоидальному закону, : вызывает уменьшение ширины этой петли, что на фиг. 2 показано кривой Р(Чор) Затем аналогично производится . следующий шаг коррекции и т.д. Окончание процесса коррекции характеризуется установлением неизменной формы петли гистеревиса, при которой ис комая форма тока намагничивания обес печивает заданный .закон изменения магнитного потока. При использовании предлагаемого способа повышается точность воспроизведения заданной формы магнитногоi потока, так как не требуется формировать высшие гармоники в сигнале тока намагничивания, как указано в прототипе, и ограниченное количество которых определяет предел точности.

СПОСОБ ФОРНИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА В ФЕРРОМАГНИТНОМ ОБРАЗЦЕ основанный на, первоначальном намагни чивании образца периодическим током произвольной формы и корректировании формы этого тока путем последователь ных приближений до совпадения формы магнитного потока с формой эталонного сигнала, отличающи йс я: тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданного закона изменения/магнитного потока, форму эталонного сигнала задают нормированной во времени последовательность дискретных значений, на каждом шаге последовательных приближений фиксируют пары дискретных значений сигналов, пропорциональных току и магнитному . потоку, для каждого нормированного дискретного значения магнитного потока Определяют в пределах одноимен-, ных интервалов монотонности номер равного ему дискретного значения эталонного сигнала, который присваивают значению тока намагничивания, сопря- женному с выбранным значением магнитного потока, формируют временную i последовательность дискретных значеНИИ тока намагничивания в порядке возрастания номеров и воспроизводят ее на следующем шаге последовательных приближений, ,