Устройство для определения магнитных свойств магнитомягких материалов Советский патент 1985 года по МПК G01R33/12 

}1 Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано для определения удельных магнитны .потерь, магнитной индукции и напряженности магнитного поля на образцах магнитомягких материалов в виде отдельных полос, пакетов и листов при их перемагничивании переменньтм током Цель изобретения - повышение точности измерений путем выделения при помощи дросселя и трансформаторов сигнала, обусловленного только перемагничиванием образца. ; На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 магнитные цепи пермеаметра и дросселя. Устройство содержит генератор 1, усилитель мощности 2, который создает требуемый режим намагничивания. Пермеаметр 3 имеет намагничивающую 4 и измерительную 5 обмотки. С последней соединены вольтметр 6 и цепь напряжения ваттметра 7. Последовательно с намагничивающей обмоткой 4 пермеаметра 3 соединена первая обмотка 8 первого измерительного трансфор матора тока 9, а также первая обмотка 10 второго измерительного трансФорматора тока 11. Намагничивающая обмотка 12 дросселя 13 соединена последовательно со вторым резистором 14, шунтирующим вторую обмотку 15 первого измерительного трансформатора 9, и со второй обмоткой 16 второго измерительного трансформатора 11. Третья обмотка 17 второго измеритель ного трансформатора 11 соединена с амперметром 18 и токовой цепью ваттметра 7. Пермеаметр 3 (фиг. 2а) имеет два ярма 19 и 20, между которы ми размещен испытуемый образец 21, охваченный обмотками: намагничивающей 4 и измерительной 5. Дроссель 13 (фиг. 26) имеет два ярма 22 и 23. В зазорах между ярмами дросселя помещены вставки 24 и 25 из материала, свойства которого близки к ха рактеристикам испытуемого образца. На ярмах 22 и 23 размещены секции 26 и 27, которые, соединяясь последовательно согласно, Ьбразуют обмотку 12 (фиг. 1). Числа витков в секциях 26 и 27, а также в обмотке 4 одинаковы, что обеспечивает получение равных магнитных потоков в ярмах дросселя 13 и пермеаметра 3. Кроме того, выбираются равными числа вит2кбв в обмотках 10 и 16 В этих условиях ток, протекающий по амперметру и токовой цепи ваттметра, пропорционален разност намагничивающих токов, протекающих по обмоткам 4 и 12, что повзволяет исключить влияние намагничивания ярем и перехода магнитного потока из образца в ярма и обратно на результаты измерения магнитных величин. Резистор 28 и переключатель 29 позволяют провести выравнивание потерь в цепях дросселя и пермеаметра даже при отсутствии строгой идентичности ярем. Применение дросселя со вставками совместно со вторым измерительным трансформатором позволяет выделить сигнал, обусловленный только перемагничиванием испытуемого образца. Первый измерительный трансформатор с резистором обеспечивают введение корректирующего сигнала в намагничивающую цепь дросселя, создавая те же условия перемагничивания по- следнего, что и у пермеаметра (например, синусоидальное изменение во времени магнитного потока). Это позволяет исключить погрешность измерения магнитных величин, обусловленную неидентичностью режимов намагничивания дросселя и пермеаметра. Устройство работает следующим образом. -Частота и форма кривой магнитной индукции задаются генератором 1. Усилитель мощности 2 питает намагничивающую цепь образца 21, помещенного в пермеаметр 3. Намагничивающий ток протекает по обмотке 4, а напряжение на измерительной обмотке 5 измеряется вольтметром 6 и подается в цепь напряжения ваттметра 7. Намагничивающий ток протекает также по обмотке 8 первого измерительного трансформатора 9 и обмотке 10 второго- измерительного трансформатора 11. Переменный ток, перемагничивакнций дроссель 13, протекает по двухсекционной обмотке .12, второму резистору 14, обмотке 15 первого измерительного трансформатора 9 и обмотке 16 второго измерительного трансформатора 11. Падение напряжения на резисторе 14 зависит от намагничивающего тока образца 21. Если сопротивление

R резистора 14 определяется по формуле :

Rz

(1)

активное сопротивление нагде 1Ц магничивающей цепи образца

Ом;

число витков в обмотках 15

W, Wи 8 соответственно, то формы кривых магнитного пото,ка в ярмах дросселя и пермеаметра будут одинаковыми Благодаря тому, что ток в обмотке 17 второго измерительного трансформатора 11 определяется разностью намагничивающих токов пермеаметра 3 и дросселя 13, показание амперметра 18 пропорционально напряженности магнитного поля в образце 21, пока.зание ваттметра - удельным магнитным потерям при условии, что ярма пермеаметра и дросселя имеют одинаковые магнитные потери. Если эти ярма неидентичны, то для выравнивания потерь одна из обмоток (А или 12) шунтируется резистором 28, который соединяется с обмотками переключателем 29 (фиг. 1).

Амплитуда магнитной индукции В в образце 21 вычисляется по формуле

и.

(2)

Pw f5WH

,дд J „ среднее значение напряжения, изменяемое вольтметром 6,RJ; f - частота перемагничивания

образца, Гц; S - площадь поперечного сечения

образца,

W - число витков в обмотке 5. Напряженность магнитного поля Н в образце 21 равна

%

(3)

Н Wjfcp

где i - сила тока, измеряемая амперметром 18, А;

1 - средняя длина магнитной силовой линии в образце, м; W W - числа витков в обмотках 17 и 10, соответственно; W - число витков в обмотке 4. Удельные магнитные потери равны

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее генератор, усилитель мощности, пермеаметр с двумя ярмами, намагничивающей и измерительной обмотками, амперметр, вольтметр, ваттметр, причем с измерительной обмоткой пермеаметра соединены вольтметр и цепь напряжения ваттметра, а с первым выводом намагничивающей обмотки - первый выход усилителя мопщости, вход которого подключен к генератору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены дроссель с двумя ярмами и намагничивающей обмоткой, два измерительных трансформатора переменного тока, первый из. которых содержит два, а второй - три ;Обмотки, два резис- ора и переключатель, причем в зазорах магнитопровода дросселя и в магнитопроводе пермеаметра размещены вставки из магнитного материала, при этом второй вывод намагничивающей обмотки пермеаметра подключен к первому выводу последовательно соединенных первых обмоток измерительных трансформаторов, первый вывод намагничивающей обмотки дросселя - к первому выводу последовательно соединенных вторыхобмоток измерительных трансформаторов, а второй вывод - к первому выходу усилителя мощности, вторая обмотка первого измерительного трансформатора замкнута на первый резистор, вторые выводы первой и второй обмоток (Л второго измерительного трансформатора подключены к второму выходу усилителя мощности, с третьей обмоткой второго измерительного трансформатора соединены амперметр и токовая цепь ваттметра, первая клемма второго резистора соединена с первым выходом о усилителя мощности, вторая клемма -vj с подвижным контактом переключателя, СП Сл К неподвижные контакты которого соответственно подключены к второму выводу намагничивающей обмотки пермеаметра и к первому выводу намагничивающей обмотки дросселя.

.I,