Устройство для определения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для определения статическмх магнит ных характеристик ферромагнитных материалов, связанных с основной криво намагничивания. Известно устройство д..л .определения статических магнитных характерис тик ферромагнитных материалов, содер жащее источник постоянного тока, регулятор тока, переключатель полярнос ти, намагничивающую и измерительную обмотки образца и интегратор lj . Недостатком этого устройства, является низкая точность. Известно также устройство для определения cтaтичeckиx магнитных характеристик ферромагнитных материалов, со держащее последовательно соединенные источник постоянного тока, регулятор тока, переключатель полярности и намагничивающую обмотку образца, посяедоватепьно соединенные измерительную обмот ку, интегратор и регистратор,а также счетчик, элемент сравнения, источник опорного напряжения, ключ, мультивибратор и блок уставок 2 . Недостаткам данного устройства являются низкие томность и быстродействие. Цель изобретения - повышение точности. Эта цель достигается тем, что в устройство для определения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные источник постоянного .тока, регулятор тока, переклочатель полярности и намагничивающую йбмотку, последовательно соединенные измерительную обмотку, интегратор и регистратор, а также счетчик, элемент сравнения, источник опорного напряжения и ключ, введены нуль-орган, формирователь управляющих импульсов и переключатель пределов, причем измерительная обмотка через последовательно соединенные нульорган и ключ соединена с управляющим входом переключателя полярности и входом счетчика, первый выход которого подключен к входу сброса интегратора, а второй - к первому входу фор( мироаателя управляющих импульсов и к управляющему входу регистратора, второй вход которого соединен с другим выходом источника постоянного тока, источник опорного напряжения подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора,, а выход - с вторым входом формирователя управляющих импульсов, выходы которого подключены соответственно к управляющему входу регулятора тока, управляющему входу ключа и через переключатель пределовк управляющему входу интегратора. На чертеже представлена схема устройства для определения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов. Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, регулятор 2 токи, переключатель 3 полярности и намагничивающую обмотку 4 испытуемого образца5 последовательно соединенные измерительн ую обмотку 6 испытуемого образца 5 интегратор 7 и регистратор 8, второй вход которого подключен к измерительному выходу источника 1 постоянного тока, а также счетчик 9, подключенный к его входу и к управляющему входу переключателя 3 полярности через ключ 10 и нуль-орган 11, вход которого соединен с измерительной обмоткой 6, элемент 12 сравнения, подключенный к первому его входу источника 13 опорного напряжения, формирователь И управляющих импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента 12 сравнения, а второй - с первым выходом счетчика 9 и управляющим входом регистратора 8, и переключатель 15 пределов. Второй вход элемента 12 сравнения соединен с выходом интеграч тора 7. Устройство работает следующим образом. При пропускании тока, по намагничивающей обмотке k от источника 1 постоянного тока через регулятор 2 тока, и переключатель 3 полярности в обмот е создается магнитное поле, которое намагничивает образец 5. Напряженность этого поля однозначно определяется значением тока в обмотке i, В момент поступления сигнала переключения с выхода нуль-органа 11 через открытый ключ 10 в переключателе 3 полярности происходит изменение направления тока, протекающего ро намагничивающей обмотке ; на противоположное, что вызывает изменение полярности намагничивающего образец 5 магнитного поля. Образец 5 перемагничивается, и в измерительной обмотке 6 индуктируется импульс ЭДС, длительность которого равна времени изменения магнит ного потока образца 5. .Этот импульс поступает на нуль-орган 11, в котором вырабатывается сигнал переключения в момент, когда ЭДС в измерительной обмотке 6 становится равной нулевому уровню, т.е. в моментj когда происходит, полное промагничивание образца 5. Сигнал переключения, поступая через ключ 10 на управляющий вход переключателя 3 полярности, определяет момент следующего изменения направления тока в намагничивающей обмотке k Этот сигнал поступает также на вход счетчика 9, в который предварительно записано число п переключений, необходимых для магнитной подготовки образца 5 (п 10-15). Импульсы ЭДС с измерительной обмотки 6 поступают также на вход интегратора 7, напряжение на выходе которого после интегрирования I-го импульса равно. . -« U,-.v КкФ,+ Ui.; где Кц - постоянная интегратора 7; изменение магнитного потока образца 5 при i-ом переключении полярности магнитного поля; остаточное напряжение интегратора 7. На вход сброса интегратора 7 посту пает сигнал с выхода счетчика 9 после (п-1) переключений тока в намагничивающей обмотке k. При этом напряжение на .выходе интегратора 7 становится равным нулю и после интегрирования следующего, п-го импульса ЭДС. оно будет пропорцир нально магнитному потоку образца 5 при данном значении напряженности магнитного поля. Это напряжение поступает на вход регистратора 8, куда одновременно поступает напряжение с измерительного выхода источника 1 постоянного тока, пропорциональное напряженности магнитного поля. 8 регистраторе 8 зафиксируются эти значения по сигналу с выхода сче чика 9(КОТОРЫЙ вырабатывается при поступлении на его вход п-го сигнала переключения. Этот же сигнал поступает на вход формирователя 14 управляющих импульсов, как информация об окончании измерения данной точки основной кривой намагничивания. С выхо да формирователя 14 управляющих импульсов при этом подается импульс на управляюи й вход регулятора 2 тока, 1 по которому происходит увеличение тока, протекающего по намагничивающей обмотке 4, и одновременно подается импульс на переключатель 15 пределов, по которому происходит увеличение nO стоянной интегрирования интегратора 7 для измерения малых магнитных потоков. Первоначальное значение тока в нама)- ничивающей обмотке 4 Зд устанавливают в соответствий с требуемой напряженностью HQ для измерения первой точки основной кривой намагничивания. На ту же величину IQ происходит увеличение тока при поступлении каждого следующего импульса на управляющий вход регулятора 2 тока, вплоть до поступления с выхода элемента 12 сравнения сигнала на вход формирователя , 14 уп(5авляющих импульсов. Этот сигнал, опеределяющий ориентироврчную границу начального участка основной кривой, форимируется при равенстве напряжений с выхода интегратора 7 и источника 13 опорного напряжения, опорное напряжение устанавливают в соответствии с выбранными приращениями потока лФ между измеряемыми точками основной кривой намагничивания на участке с большой крутизной. После этого увеличение тока в намагничиваю щей обмотке 4 при поступлении импульса на управляющий вход регулятора 2 тока происходит до тех пор, пока на вход формирователя 14 управляющих импульсов не поступит сигнал с выхода элемента 12 сравнения. На время его увеличения в этом случае происходит размыкание ключа 10 по сигналу с выхода формирователя 14. . Таким образом, в регистраторе 8 фиксируется ряд значений магнитного потока испытуемого образца 5 измеренных после его магнитной подготовки, и соответствующие им значения напряженности магнитного поля, т.е. точки зависимости в виде основной кривой намагничивания. Причем в начальной части дискретность кривой определяется дискретностью напряженности поля Нд а в дальнейшем - дискретностью приращений магнитного потока лФ . Эта зависимость является статической магнитной характеристикой материала об- . разца 5. . Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности определения статических магнитных характеристик

за счет исключения влияния вихревых токов и неоднозначности параметров намагничивающей цепи на результаты измерений и повышения быстродействия

за счет сокращения магнитной подготовки образца при максимально возможной частоте переключений полярности намагничивающего поля.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ НАТЕРИАЛОВ, содержаи ее последовательно соединенные источн11к постоянного тока, регулятор тока, переключатель полярности и намагничивающую обмотку, последовательно соединенные измерйтельну10; мот ку, интегратор и регистратор, а также счет|чик, элемент сравнения источник опорного напряжения и ключ, о т л ич а ю (Ц е е с я тем, что с цеЛыо повышения точности в него введены нуль-органу формирователь управляющих ийпульсов и переключатель пределов, причем измерительная обмотка через последовательно соединенные ; нуль-орган и ключ соединена с управляющим входом перекпючателя полярности и входом счетчика, первый юиход которого подключен к входу сброса интегратора, а второй к первому входу формирователя управляющих импульсов и к управляющему входу регистратора второй вход которого соединен с другим выходом источника постоянного тока, источник опорного напряжения подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход ко,5 торого соединен с выходеж интегратора, а выход - с вторым входом формирователя управляющих импульсов, вы-, ходы которого подключена соответствен; но к управляющему входу регулятора тока, управляющему входу ключа и через переключатель пределов - к управляющему входу интегратора. О СО ю Од «lib