Устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов Советский патент 1985 года по МПК G01R33/12 

11 Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения статических магнитных параметров Ферромагнитных i материалов. Известно устройство для измерения статических магнитных параметров фер ромагнитных материалов, содержащее генератор тока, подключенные к нему блок управления и намагничивающую обмотку испытуемого образца,измерител ную обмотку образца, интегратор.и двухкоординатный регистрирующий прибор. В данном устройстве магнитные параметры измеряются в квазистатическом режиме H магничивания, т.е. при непрерывном медленном изменении напряженности намагничивающего поля. При этом магнитньй поток образца измеряется инте гратором путем непрерывного измерения вольтсекундной площади ЭДС, индуцируемой в измерительной обмотке при перемагничивании образца 1 J. Однако для данного устройства характерны низкие точность и чувствительность измерений, обусловленные необходимостью длительного интегрирования малых значений ЭДС. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержащее генератор тока 5подключенные к нему намагничивающую обмоткуобразца и блок управления измерительную обмотку образца, двухкоординатньм регистрирующий прибор II интегратор, выполненный в виде пре образователя напряжения в частоту и счетчика импульсов, Магнитные параметры измеряются путем намагничивания испытуемого образца ступенями магнитного поля и измерения приращений магнитного пото ка образца, соответствующих каждой ступени. Измерение приращений потока производят с помощью преобразования ЭДС, индуктируемой в измерительной обмотке образца, в частоту и под счета числа импульсой в процессе Изменения напряженности магнитного поля ступени L2 J. Однако для известного устройства характерны низкая точность измерения статических магнитных параметров и невозможность определения параметров электропроводных образцов. 9 Цель изобретения - повьшение точ ности измерений и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержа-, щем последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмоткой, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенньй внутри катушки поля, и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа - с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка вьшолнены сверхпроводящими. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 тока, подключенные к нему блок 2, управления и намагничивающзто обмотку 3 испытуемого образца 4, двухкоординатный регистрирующий прибор 5, измерительную обмотку 6 образца 4, подключенную к ней катушку 7 поля, криостат 8, в котором размещены измерительная обмотка 6 и катушка 7 поля, тесламетр 9, содержащий первичный преобразователь 10 и измерительньй блок 11, усилитель 12 и компенсационную обмЪтку 13 образца 4. Измерительная обмотка 6 и катушка 7 поля изготовлены из специального провода, например из сплава олова и ниобия. Измерительная обмотка 6 выполнена в виде разъемного витка, охватывающего испытуемый образец 4, а в объем катушки 7 поля помещается первичный преобразователь 10 тесламетра 9, выход последнего подключен кодному из входов регистрирующего прибора 5 и через усилитель 12 к

компенсационной обмотке 13, а второй вход регистрирующего прибора 5-к измерительному выходу генератора 1 тока. Устройство также содержит последовательно соединенные дифференци рующий блок 14 и нуль-орган 15, выход которого подключен к входу блока 2 управления, а вход дифференцирующего, блока 14 - к выкоду тесламетра 9.

Блок 2 управления вместе с генератором 1 Тока и намагничивающей обмоткой 3 представляют собой намагничивающую систему (например,состоящую из задающего блока, управляемого генератора тока и намагничивающей обмотки).

Устройство работает следующим образом.

Измерительная обмотка 6 образца 4 и катушка 7 поля образуют контур, помещенный в криостат 8, заполненный жидким гелием. При пропускании тока от генератора 1 тока по намагничивающей обмотке 3 в ней создается магнит ное поле, которое намагничивает испытуемый образец 4. Напряженность этого поля однозначно определяется значением тока в намагничивающей обмотке 3. Характер изменений тока соответствует форме сигнала, поступающего на вход генератора 1 тока с блока 2 управления. При изменении тока в намагничивающей обмотке 3, а следовательно, и напряженности намагничивающего образца 4 магнитного поля в измерительной обмотке 6 индуцируется ток. Этот ток, пропорциональный магнитному потоку образца 4, протекая по катушке 7 поля, создает в ней магнитное поле, индукция которого измеряется тесламетром 9, первичньй преобразователь 10 которого размещен в катушке 7 поля. Сигнал на выходе измерительного блока 11 тесламетра 9,пропорциональный магнитному потоку образца 4, поступает на регистрирующий прибор 5, куда одновременно поступает сигнал с измерительного выхода генератора 1 тока, пропорциональный напряженности намагничивающего поля. В регистрирующем приборе 5 фиксируется зависимость магнитного потока образца 4 от напряженности намагничивающего поля в виде основной кривой намагничивания или петли гистерезиса в соответствии с формой сигнала блока 2

управления. Эта зависимость является статической характеристикой материала образца 4, по которой определяют все его статические магнитные параметры. Сигнал с выхода тесламетра 9 поступает также через усилитель 12 на компенсирующую обмотку 13, в которой создается магнитное поле, пропорциональное току в измерительной обмотке 6 и компенсирующее изменение намагничивающего поля обмотки 3, вызванное собственным полем измерительной обмотки 6 при пропускании нее тока.

При испытании образцов электропроводного материала в блоке 2 управления в момент поступления импульса с дополнительно введенного нуль-органа 15 вырабатывается сигнал, по которому с генератора 1 тока происходит ступенчатое изменение тока, протекающего по намагничивающей обмотке 3. Магнитный поток образца 4 изменяется, что приводит к изменению тока в сверхпроводящем контуре. В течение времени изменения потока сигнал на выходе тесламетра 9 изменяется. Этот сигнал поступает также на вход дополнительно введенного диффе.ренцирующего блока 14, на выходе которого напряжение Си отлично от

нуля

и -К 1

5 dt

где и - напряжение на выходе тесламетра 9,

Кл - постоянная дифференцирующего блока 14.

В момент перехода образца 4 в новое статическое магнитное -состояние, .соответствующее новому значению напряженности намагничивающего поля, напряжение U становится равным нулевому уровню и на выходе нуль-органа 15 вьфабатьшается импульс, поступающий на вход блока 2 управления, вызьшающий ступенчатое изменение тока в генераторе 1 тока. В регистрирующем приборе 5 также фиксируется статическая характеристика материала образца 4, но в дискретном виде.

Введение дополнительных блоков и выполнение измерительной обмотки и катушки поля сверхпроводящими позволяет повысить точность измерений за счет исключения операции интегрирования и исключения влияния вихре$11688796

вых токов на результат измерения а материалов. Выполнейие обмоток сверхтакже дает возможности проводить не- проводящими повьшает чувствительность пытания образцов электропроводящих уЬтройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТ.НЫХ ПАРАМЕТРОВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий, прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмотко, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенный внутри катушки поля,. и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с (Л входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа - с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка выполнены сверхпроводящими. СК) 00 00