Устройство для измерения магнитной проницаемости ферромагнитных материалов Советский патент 1986 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к технике измерения магнитных параметров и может быть использовано для определения характеристик ферромагнитных сердечников.

Цель изобретения - повышение точности измерения частотной Зависимости составляющих комплексной магнитной проницаемости путем непрерывного измерения магнитной проницаемости. При снятии характеристик образец не успевает нагреться до высоких температур.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из генератора 1, перемножителя 2 напряжений, усилителя 3 и компаратора 4, источника 5 эталонного напряжения, перемагничивающей обмотки 6, измерительной обмотки 7, интегратора 8, резистора 9, синхронных детекторов 10 и 11, фазовращателя 12, двуплечего осциллографа 13, регистрирующего прибора и преобразователя 14 уровня. Выход генератора 1 подключен к перемножителю 2 напряжений, вход - к выходу преобразователя 14 уровня и входу синхронизации регистрирующего осциллографа 13. К входному входу перемножителя 2 напряжений подключен выход развертки осциллографа 13 и вход преобразователя 14 уровня. Выход перемножителя 2 через усилитель 3 подсоединен к перемагничивающей обмотке 6, фазовращателю 12 и управляющему входу первого синхронного детектора 11, второй вывод перемагничивающей обмотки б подключен через резистор 9 к общей точке и второму входу компаратора 4, первый вход компаратора 4 соединен с источником 5 эталонного напряжения, а выход компаратора 4 - с управляющим входом усилителя, выход фазовращателя 12 подключен к управляющему входу второго синхронного детектора 10, измерительная обмотка 7 одним выводом соединена с общей точкой, а другим через интегратор 8 с сигнальными входами двух синхронных детекторов 10, 11 выходы синхронных детекторов связаны с двумя входами регистрирующего прибора, двухлучевого осциллографа 13.

Устройство работает следующим образом.

Пилообразное напряжение с выхода генератора развертки осциллографа 13 поступает на вход преобразователя 14 уровня, в котором производится установка опорной частоты и диапазона качания частоты сигнала. Преобразованный сигнал управления поступает далее на вход внешней синхронизации осциллографа 13 и на вход управляемого генератора 1 гармонических колебаний. В результате этого воздействия частото- синусоидальный сигнал на выходе его меняется линейно-синхронно в зависимости от мгновенного значения управляющего пилообразного напряжения. Сигнал с выхода генератора 1 поступает на один из входов перемножителя 2, а на другой его вход поступает управляющее пилообразное напряжение. После перемножения амплитуды гармонический сигнал изменяется линейно в зависимости от частоты и поступает на вход усилителя 3, нагруженного на перемагничи- вающую обмотку 6. Компаратор 4 сравнивает значение падения напряжения на измерительном резисторе 9 со значением напряжения эталонного источника 5, задающим требуемое значение перемагничивающе- го тока, а следовательно, и магнитного поля в обмотке б, и воздействует на управляющий вход усилителя 3. В результате любое отклонение перемагничивающего тока от заданного значения скорректировано за счет изменения коэффициента усиления усилителя. Комплексное сопротивление исследуемого образца находят из выражения:

i2| V + (/(oL)V(1)

где R - активное сопротивление обмотки измерения;/wL - реактивное сопротивление.

Величина индуктивности L является функцией поперечного сечения образца, количества витков обмотки перемагничивания и комплексной магнитной проницаемости

ц ц - ;,(2)

где |а,, ц, - вещественная и мнимая части комплексной магнитной проницаемости.

Магнитные потери определяются соотношением:

30

.б.

(3)

Поэтому частотная зависимость L определяется частотной зависимостью |Д.. Напряжение на выходе измерительной обмотки 7

пропорционально производной магнитной индукции, после интегрирования оно поступает на входы синхронных детекторов 10 и 11. Опорное напряжение на входах детекторов сдвинуто на 90° фазовращателем 12, в результате на выходах детекторов будут сигналы, пропорциональные ц и ц, которые поступают на входы двуплечего осциллографа 13.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитной проницаемости ферромагнитных материалов, содержащее перемагничивающую обмотку, измерительную обмотку, один вывод которой подключен к общей шине, а другой

через интегратор - к двум синхронным детекторам, управляющий вход одного синхронного детектора подсоединен непосредственно к перемагничивающей обмотке, а другой - через фазовращатель, выходы синхронных детекторов подсоединены к регистрирующему прибору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные генератор, перемножитель напряжений и усили1228058

34

тель, а также компаратор, источник эталон-множителя напряжений, выход преобразова- ного напряжения, преобразователь уровня ителя уровня соединен с управляющим входом резистор, причем выход усилителя подсоеди-регистрирующего прибора и входом генера- нен к одному выводу перемагничивающейтора, источник эталонного напряжения под- обмотки,второй вывод которой через резис-ключен к первому входу компаратора, вто- тор подключен к общей шине, выход регист- рой вход которого соединен с перемагни- рирующего прибора подключен к входу пре-чивающей обмоткой, а выход компаратора образователя уровня и второму входу перг-подключен к управляющему входу усилителя.

Изобретение относится к технике измерения магнитных параметров и может быть использовано для определения характеристик ферромагнитных сердечников. Цель изобретения - повышение точности измерения частотной зависимости составляющих комплексной магнитной проницаемости. Устройство содержит генератор 1, перемножитель 2 напряжений, усилитель 3, компаратор 4, источник 5 эталонного напряжения, перемагничивающую обмотку 6, измерительную обмотку 7, интегратор 8, резистор 9, синхронные детекторы 10 и 11, фазовращатель 12, двуплечий осциллограф 13 регистрирующего прибора и преобразователь 14 уровня. Введение генератора 1, перемножителя 2 напряжения, усилителя 3, компаратора 4, источника 5 эталонного напряжения, преобразователя 14 уровня и резистора 9 обеспечит непрерывность процесса измерения магнитной проницаемости. Цричем при снятии характеристик образец не успевает нагреться до высоких температур. 1 ил. (О 1C ю 00 о С71 00