Устройство для контроля параметров магнитных сердечников Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитны измерениям и может быть использован дпя контроля сердечников электромаг нитных устройств, например магнитны головок.. Известно устройство для контроля магнитных сердечников разомкнуто Формы, содержащее магнитопровод дат чика, намагничивающую обмотку, полоски фольги, изолирукадий слой, исследуемый образец, преобразователь емкости в напряжение, усилитель, управляющее устройство, компенсатор и результируемую емкость ij . Однако данное устройство обладае низкими точностью и чувствительностью Наиболее близким к предлагаемому по те хнической сущности является ус ройство для контроля параметров маг нитных сердечников, содержащее П-об разный и образцовый сердечники, раз мещенные на П-образнсм сердечнике две обмотки намагничивания, соединенные последовательно и подключенные к генератору намагничивающего тока, магниточувствительный датчик, связанный с блоком регистрации, а также систему установки испытуемого сердечника 2} . Известное устройство характеризуется низкими надежностью и чувствительностью измерения, обусловленными неточной установкой испытуемого сердечника относительно образцового, а также применением индукци кого датчика при наличии магнитопро вода с зазорами. Цель изобретения - повышение чув ствительности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля параметров магнитных сердечников, содержащее П-образный и образцовый., сердечники, размещенные на П-образном -сердечнике две обмотки намагничивания, соединенные последовательно и подключенные к генератору намагничивающего тока, магниточувствительный датчик, связанный с регистрирующим прибором, а также блок установки испытуемого сердечника, дополнительно введены источник оптического излучения, полупрозрачное зеркало и отражатель, а магниточувствительный датчик выполнен в виде магнитострикционного стержня, установленного между образцовым и испыту мым сердечниками, причем один торец магнитострикционного стержня жестко прикреплен к средней части перегллчки П-образного сердечника; а другой торец через полупрозрачное зеркало оптически связан с источником излучения и с регистрирующим прибором, при этом источник оптического излучения, полупрозрачное зеркало и магнитострикционный стержень, а также отражатель, полупрозрачное зеркапо и регистрирующий прибор расположены соответст.венио на двух взаим i но перпендикулярных осях, проходящих через полупрозрачное зеркало. . Кроме того, блок установки испытуемого сердечника состоит из моста, в, противоположные плечи ко- торого включены емкости, образованные магнитрстрикционным стержнем и П-образным сердечником с испытуемым и образцовым сердечниками соответственно, и исполнительного блока, механически связанного с испытуемым сердечником, при этом вход исполнит тельного блока подключен к одной из диагоналей моста, а другая диагональ моста подключена к генератору переменного напряжения. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство для контроля парамет- ров магнитных сердечников содержит П-образный и образцовый сердечники 1 и 2, размещенные на П-образном сер дечнике две обмотки 3 намагничивания, соединенные последовательно и подключенные к генератору 4 намагничивающего тока, источник 5 оптического излучения, полупрозрачное зеркало 6,отражатель 7 и регистрирующий прибор, в качестве которого используется интерферометр 8. Магниточувствительный датчик выполнен в виде нитострикционного стержня 9, установленного между образцовым 2 и испытуемым 10 сердечниками, причем один торец магнитострикционного стержня 9 жестко прикреплен к средней части nepeivfti4KH П-образного сердечника 1, а второй торец через полупрозрачное зеркало 6 оптически связан с источником 5 оптического излучения и с интерферометром 8. При этом источник 5 оптического излучения, полупрозрачное зеркало 6 и магнитострикционный стержень 9, а также отражатель 7,полупрозрачное зеркало 6 и интерферометр 8 расположены соответственно на двух взаимно перпендикулярных осях, проходящих через полупрозрачное зеркало 6. Блок установки испытуемого сердечника 10 состоит из моста 11, в противоположные плечи которого включены емкости 12 и 13, образованные магнитострикционным стержнем 9 и П-образным стержнем 1 с испытуемьгм 10 и образцовым 2 сердечниками соответственно, и исполнительного блока 14, механически связанного с иcпытye tt м сердечником 10. При этом вход исполнительного блока 14 подключен к одной из диагоналей моста 11, а другая диагональ моста 1тодключена к генератору 15 переменного напряжения. Обмотка 3 намагничивания, расположенная у испытуемого сердечника 10 замкнута тумблером 16.

Исполнительный блок 14 преднаэначен для преобразования сигнала разу баланса моста 11 в механическое перемещение испытуемого сердечника 10 идентично образцовому2 относительно П-образного сердечника 1 5 и стержня 9 о ;

Надежность измерения параметров зависит от точности установки испытуемлх сердечников в измерительном устройстве. Контроль установки ис- 10 пытуемого сердечника 10 в предлагаемом устройстве осуществляется путем срав.нения емкостей зазоров, образованных П-образным сердечником 1 и ctepjkHeM 9 с образцовым 2 и испы- 5 туемым сердечниками 10 соответственно.

Устройство работеет следующим образом.

В отсутствие сердечника 10 соот- ветствующая ему обмотка 3 короткозамкнута тумблером 16, Образцовый сердечник 2 установлен в магнитопроводе. Магнитная проницаемость образцового сердечника 2 известна. С генератора 4 намагничивающего то- ка подается сигнал на вторую обмотку 3. В этом случае магнитный поток замыкается через сердечники 1 и 2 и магнит/эстрикционный стержень 9, причем в изменении линейных разме- 30 ров стержня 9 заложена информация о магнитной проницаемости образцового сердечника 2. При этсм излучение источника 5, пройдя полупрозрачнбе зеркало 6 и отразившись от торца 35 стержня 9, попадает на интерферометр 8. Сюда же попадает излучение источника 5, отраженное от отражателя 7, интерферирующее с излучением, отраг женным от стержня 9. Б этом случае 40 на выходе интерферометра 8 имеется исходный сигнал, соответствующий иёходной интерференционной картине, а значит длине стержня 9, т.е. магнитной проницаемости образцового сердечника 2. Такое состояние соответствует начальной градуировке прибора по известной магнитной проницаемости образцового сердечника 2.

Далее осуществляют установку ис- . пытуемого сердечника 10. Так как 50 первоначально сердечник 10 может быть установлен; неидентйчно образцовому сердечнику 2 относительно П-образного сердечника 1 и хггержня 9, то емкость 12 не будет равна емкости 55 13, а значит мост 11 будет разбалан-сирован. В этом случае на вход испол нительного блока 14 с диагонали моста 11 подается сигнгш разбаланса, по которому исполнительныйблок 14 перемещает сердечник 10 по двум координатам до тех пор, пока емкость 12 не станет равна емкости 13, после чего мост Г1 уравновешивается, а значит пропадает сигнал на входе исполнительного блока 14 и сердечник 10 перестает перемещаться. После установки сердечника 10 производят измерения магнитной проницаемости.

Для измерения необходимо разомкнуть тумблер 16 короткого замыкания обмотки 3, в результате чего на нее подается сигнал с генератора 4 намаг ничивающего тока. При этом магнитные потоки, проходящие через стержень 9, направлены навстречу друг другу. В случае равенству магнитных проницаемостей сердечников 2 и 10 суммарный магнитный поток ,в стержень 9 равен О, а следовательно, линейные размеры стержня 9 соответствуют геометрическим размерам стержня в отсутствие намагничивающего поля, и на выходе интерферометра 8 имеется сигнал, соответствующий магнитной проницаемости испытуемого сердечника Ю, равной проницаемости образцового сердечника 2. В случае отличия проницаемостей магнитный поток в стержне 9 не равен О, что вызывает изменение линейных размеров стержня 9, интерференционной картины интерферометра 8 и сигнала на его выходе, пропорционального разнице проницаемостей образцового 2 и испытуемого 10 серденчиков.

В другом варианте работы устройства при измерении генератор 4 подключается только к обмотке 3, расположенной у испытуемого сердечника. В этом случае показания интерферометра 8 будут соответствовать значению проницаемости сердечника 10 а не разнице между проницаемостями сердечников 10 и 2.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет высокую чувствительность в результате исполь зования в качестве датчика магнитострикционного стержня, связанного с оптической системой и, кроме того, обладает высокой надежностью измерения благодаря точной установке испытуемого сердечника.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ, оодержгицее П-образиый и образцовьд сердечники, размещенные на П-о0раз ном сердечнике две о. намагни чивания, соединенные последрватвЛ1&но и подключенные к генератору намагнйчившоцего тока, магниточувствите11ьный датчик, связанный с регистрирующим прибором, а также блок ,. установки испытуемого сердечника, о т л и ч а JO щ е е С я тем, что,; с целыь пбвышения чувствительности измерения, в него дополнительно BS денБ1 источник оптического излучения, полупрозрачное зеркало и OTjpaжатель, а магниточувствительный дат- : чик выполиен в виде магнитострйкциейного стержня, установленного между Образцовым и иcпытye вJM сердечниками, причем один торец магнитострикционного стержня жестко прикреплен к средней части перемычки П-образного сердечника, а другой торец через полупрозрачное зеркало оптически связан с источником излучения и с ,1Е егистрируюи1им прибором, при этом источник оптического излучения, полупрозрачное зеркало и магнитострикционный стержень, а также отражатель,; полупрозрачное зеркало и регистрирукхций прибор расположены соответственно на двух взаимно перпендикулярtuEK осях, проходящих через полупрозрачное зеркало. 2. Устройство по п. 1, о т л и5 ч а ю щ е е с я тем, что блок установки испытуенюго сердечника состоит из моста, в противоположные плечи Которого включены емкости, образованные магнитострикционным стержнем и П-образным сердечником с испытуемым и образцовым сердечниками соответственно, и исполнительного блока, механически связанного с испытуемым D У N0 сердечником, при этом вход исполнитепьйого блока подключен к одной из диагоналей моста, а другая диагональ моста подключена к генератору переменного напряжения.