Устройство для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ коэищтивной силы

(54)

ФЕРГОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретений относится к магнитонзмерительной технике и предназначено дня измере, НИН коэрцитивной снлы ферромагнитных. материалов..

Известно устройство дпя измерения козрцитивной снлы, содержащее соленоид с двумя неподвижными, одетыми на концах дополнительными катушками, между которыми расположены две подвижнее дополнительные катушки. Все секции дополнительной обмотки включены последовательно. Внутри соленоида расположен градиентометрическнй преобразователь 1}.

Недостатком этого устройства является вмзкая точность из.мерения, обусловленная трудностью фиксации перехода индукции через нуль прн размагничивании образца.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее инвертор, шфференцирующую цепь и последовательно соединенные с измерительной обмоткой первичного преобразователя блок выделения скачков, сумматор числа скачкоб и делитель. Блок намагничивания, намапгачивающая обмотка первичного преобразоват я и эталонный резистор соединены последова- . тельно. К эталонному резистору через коммутатор П1Н1соединен вход сумматора напряжешюсти f2. .

Недоста1ками, устройства являются гагакая точность измерений, обусловленная тем, что процесс скачкообразного перемегничивания носит случайный характер, а также потерей информации о плавных процессах первмагtoничивания..

Цель изобретения -. повышение точности измерення коэрцитивной силы ферромагнитных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в

IS устройство, содержащее последовательно соединенные с измерительной обмоткой блок выделения скачков, счетчик и делитель,второй вход которого соединен с выходом сумматора, соединенные последовательно блок йамагяичя20вания, намагничивающую обмотку и эталон- ный резистор, а также коммутатор, введены блоки выделения знака производных модулей индукции и напряженности, фильтр нижних частот и последовательно соединенные генератор линейно-изменяющегося напряжения, блок вычитания и блок квантования, к второму входу блока вычитания через фильтр нижних частот подключен выход блока выделения ска ков, выход блока квантовшия подключен к входу блока намагничиваний и тактоврму вхо ду сумматора, прямой и инвертирующий входы которого соединены через коммутатор с эталонным резистором, причем управляющие входы коммутатора через блоки выделения знака производных модулей ш дукции и напр женности соединены с генератором данойно изменяющегося напряжения и эталонным рези стором. На фиг. 1 приведена блок-схема устройств на фиг. 2 - график .поясняющий работу уст ройства. Устройство (фиг. 1) содержит генератор линейно изменяющегося иапряжеиия, блок 2 вычитания, блок 3 квантрвания, блок 4 намагничивания, намагничивающую обмотку 5 и измерительную обмотку 6, блок 7 выделения скачков, фильтр 8 низких частот, блоки 9.и 10 вьщеления знаков производных модулей индукции и напряженности, ком мутатор 11, зталонный резистор 12, сумматор 13, делитель 14, счетчик 15. Устройство работает следующим образом. При разомкнутой цепи отрицательной обратной связи, содержащей фильтр 8 низких частот, в намагничивающей обмотке 5 протекает ток, соответствующий ступенчатой функции вида I тТ КтТ где т « TO; Т - период квантования; TO - период перемагннчивания; m - 1, 2, 3, 4; К - масщтабный коэффициент. В результате образец перемагничивяется и 13 измерительной обмотке 6 наводятся импульсы ЭДС , параметры которых определяются положением рабочей точки на петле гистерезиса. При замыкании цепи обратной связи сигнал с блока 7 вьщеления скачков подается на вход блока 2 вычитания и корре тирует высоту ступеней намагничивающего тока, вследствие чего, обеспечивается режим, при котором стабилизируются параметры им пульсов ЭДС в измерительиой обмотке 6 и приращения индукции магнитного поля в образце, т.е. режим квантования индукции с постоянным щагом. В .соответствии с обозначениями, принятыми на фиг. 2, где изображены кривая а, пре ставляющая собой восходящую ветвь петли гистерезиса и кривая б, полученная путем переноса кривой а на величину козрцитивой силы HC влево, справедливы следуюооп ыражения iHii4H;iMHji IHJMH;I-)HCI, де HI и HK - мгновенные значения иааряеиности магнитного поля в моменты, когда , ндукция равна В и В} соответственно (криая , фиг. 2); HJ и Н|( - мгновенные эааения напряженности, соответствующие знаенням В и В2 на кривой б; Н - коэритивная сила. Проведя суммирова 1ие полуимЕ1|н |н;1 инс1; (ч) П|Н.,Е: |H|-m|HJ,(2) R:.i КИ де m - число ступеней квантования индукции. Разность (2) и (1) определяются выражеиемжm Е jHJ-II.fH:| Ks1 Ы . при условии I BiJ I справедливо fei-iJ e ; оэтому ij-n 1 У4ягывая, что ИJ лас как выполняются условяя , , получим Сн.+ИнГ-Гн; КгЧ 510 Таким образом, при обеспечении режима равномериого квантования индукции, алгоритм измерения коэрцитивной силы включает в себя .операции суммирования мгновенных значений напряженности поля перемапшчивания в первом и третьем квадратах (фиг. 2,S), вычитания мгновенных значений соответствующих четвертому квадрату и деления полученного результата на удвоеиное число ступеней квантования модуля индукции. Идентификация квадранта, В котором находится рабочая точка образца, осуществлется с помощью блоков 9 и 10 вьщеления знаков производных модулей индукции и напряженности, упра ляющих коммутатором 11. При отрицательных значениях сигналов на выходах обоих блоков 9 И 10 зталонный резистор подаслючается к инвертирующему входу сумматора. При изменении знака сигнала хотя бы на выходе одного из блоков 9 или 10 зталонный резиcrop подключается к неинвертирующему входу сумматора, синхронизация работы которого осуществляется блоком 3 квантования. Делитель 14 обеспечивает деление содержимого сумматора 13 на удвоенное число ступеней квантовання индукций, информацию о котором несет сигнал на выходе счетчика 15. Наибольщий эффект от использования устройства для измерения козрцитивной силы достигается при испытании материалов с маль1м вкладом скачкообраз11ых процессов перемапш швания (конструкционные,, инструментал ные стали, магнит1 е материалы). В этом слу чае погрещность измерений ие превышает 1-3%. Формула изобретения Устройство для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные, с измерительной обмоткой блок выделения скачков, счетчик и делитель, второй вход которого соединен с выходом сумматора, соединенные доследдвательно блок намагничивания, намагничивающую обмотку и эталонный резистор, а тзхжк коммутатор, отличающеес я тем. Что, с целью повыщения точиости измереиия, в него введены блоки выделения знака производных taojsynew индукции и на1фяжеш1ости, филь-ф нижних частот и последовательно соеданенные генератор линейно изменяющегося напряжения, блок вычитания и блок квантования, к второму входу блока вычитания через фильтр нижних частот подключен выход блока выделения скачков вы- . ход блока квантования подключен к входу блока намагничивания и тактовому входу сумматора, прямой и инвертирующий входы которого соединены через коммутатор с з(ат лонным резистором, причем управляюпще. вхрды коммутатора через блоки выделения знак производных модулей индукции .и напряженности соединены с генератором линейно изменяющегося напряжения и эталонным резистором-. . . Источники информащга, принятые во внимание при экспер1пзе 1.Авторское свидетельство СССР. N 58SS22| кл. G 01 R 33/12, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР N 619879, кл. G 01 R 33/12, 1977.

13

n

15