УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ КРИВЫХ ГИСТЕРЕЗИСА Советский патент 1929 года по МПК G01R33/14 

Предлагаемое изобретение касается устройства для автоматической записи кривых гистерезиса световым лучом на фотографической пластинке, состоящего из пермеаметра, - регистрирующего прибора типа Le Chatelier-Saladin'a, - переключателя для изменения направления намагничивающего тока при подготовке образца, и, наконец, переменного, назначенного для изменения силы намагничивающего тока сопротивления. В указанном устройстве, с целью получения автоматической записи, применен часовой механизм или другой соответствующий двигатель, приводящий в действие переключатель направления намагничивающего тока и переключающую рукоятку переменного сопротивления, а также производящего перевод действия с магнитной подготовки на запись кривой.

На чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства, фиг. 2 - вертикальный разрез по VII-VIII-IX-X-XI на фиг. 3-переключателя направления тока, фиг. 3 - вид сверху его же со снятой крышкой, фиг. 4 - разрез по III-IV-V-VI на фиг. 2; фиг. 5 - разрез по I-II на фиг. 2, фиг. 6 - общий вид переменного сопротивления, фиг. 7 - аксиальный разрез его же; фиг. 8 и 9 - продольный и поперечный разрезы приспособления для передачи движения от часового механизма.

Предлагаемое устройство состоит из следующих основных частей: (фиг. 1), во-первых, пермеаметра с намагничивающей катушкой J и со вторичной обмоткой i, внутри которой помещается изучаемый образец, во-вторых, переключателя F направления тока, служащего для магнитной подготовки образца (фиг. 1, 2, 3, 4, и 5), в-третьих, переменного сопротивления (фиг.1, 6 и 7) Ra, Ra′… и Rb, Rb′..., предназначенного для изменения силы магнитного поля намагничивающей катушки J путем изменения силы тока в намагничивающей цепи, в-четвертых, прибора M типа Le Chatelier-Saladin'a для автоматической записи световым лучом на его пластинке или бумаге кривой магнитного цикла, в-пятых, флюксметра Ф с зеркальцем для отбрасывания луча от лампы L к призме Р, которая, как в приборе Ле Шателье-Саладина с двумя гальванометрами, отбрасывает его в различные точки зеркальца другого прибора - амперметра А, откуда он уже отражается на фотопластинку прибора М и, наконец, в-шестых, амперметра Е с шунтом С, рубильником D и реостатом R₁ для установки и проверки начальной силы поля по силе проходящего тока. Вспомогательными частями установки являются: электромагниты I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, служащие для прерывания тока в определенной цепи в требуемые моменты, электрический звонок S, дающий сигнал после окончания процесса снятия кривой магнитного цикла, переключатель Р, автоматически выключающий переключатель F после того, как закончилась магнитная подготовка, и включающий переменное сопротивление Ra, Ра′…, когда ничинается запись магнитного цикла.

Переменное сопротивление Ra, Ra′…, Rb, Rb... устройства (фиг. 1) состоит из постоянного сопротивления Ro, переменного включенного последовательно сопротивления Ra, Ra′, Ra′′, Ra′′′ и переменного сопротивления Rb, Rb′, Rb′′, Rb′′′ шунтирующего цепь намагничивающей катушки J. Как переменное сопротивление Ra, Ra′, Ra′′, Ra′′′, так и шунт разделены на четыре сектора, при чем каждый сектор предназначен для записи одной четверти кривой и отличается от других секторов только тем, что изменяет силу тока в катушке J либо в сторону увеличения ее, либо в сторону; уменьшения. Указанное переменное сопротивление выполняется следующим образом: (фиг. 6 и 7) секторы сопротивления наматываются на два совершенно одинаковых колеса W и W′, при чем на одно секторы шунта, а на другое - секторы последовательно включаемой части переменного сопротивления. Колесо W состоит из двух кольцевых щек а′ а′ из изолирующего материала, скрепленных пустотелой коробкой аа. Оба колеса закреплены неподвижно. Ток подводится к контакту е и через неподвижную щетку g и h поступает во втулку контактной ручки d. Последняя заизолирована от валика с эбонитовой втулкой. Движение валику с передается непосредственно от часового механизма.

На фиг. 2, 3, 4 и 5 показан переключатель F (фиг. 1) направления тока, состоящий из эбонитового диска М, сидящего на валике Z, щеток А, В, С и D, заправленных в трубки, другие концы которых пропущены через эбонитовые дощечки N′ и несут контактные гайки а, b, с и d, соединенные проводником с контактными гайками Kb и Кс.

Автоматическое расцепление часового механизма с переключателем F и сцепление с контактной ручкой d (фиг. 8 и 9) переменного сопротивления осуществляется помощью приспособления, изображенного схематически на фиг.8 и 9. Для вращения валика а с насаженным на него зубчатым колесом b служит заводная пружина А. Зубчатое колесо b вращает колесо с, сидящее на валике d, заканчивающемся кнопкой е′. Колесо с сцепляется с зубчатой рейкой f, которая, в свою очередь, может сцепляться то с переключателем F (фиг. 1), то с контактной ручкой d.

Длина рейки f равна расстоянию между колесами g и h, так что в тот момент, когда рейка выйдет из сцепления с колесом g переключателя F, она вступит в сцепление с колесом h контактной ручки d.

Начальным положением рейки f будет такое, при котором расстояние между концом ее и осью колеса h равно однократной или двукратной длине окружности колеса g, в зависимости от требуемого числа оборотов последнего за время магнитной подготовки.

Для того, чтобы по окончании работы привести рейку в начальное положение, выдвигают колесо с при помощи кнопки е′ и передвигают рейку, вращая маховичок D. При этом рейка, вращая колеса g и h в обратном направлении, вернет в начальное положение связанные с нею приборы. Перевод рейки при помощи упругой нити, намотанной на барабан С, не является обязательным; то же может быть достигнуто, например, при помощи зубчатого колеса, вращаемого от того же маховичка D и сцепляющегося с рейкой снизу.

Справа от диска М расположены переключатель L и система зубчатых колес, при чем на одном из колес g закреплен зуб х (фиг. 4). Диск М вращается от часового механизма посредством зубчатого колеса t, валика Z′, системы зубчатых колес g, F, f, l, Е, и валика Z; щетки же А, В… закреплены неподвижно. К диску прикреплены четыре контактных пластинки А′, В′, С′ и D′ (фиг. 5), соприкасающиеся при вращении диска с неподвижными щетками, к которым подведен ток, благодаря чему и осуществляются необходимые для магнитной подготовки переключения тока.

Система колес расчитана так, что после определенного числа переключений тока колесо g делает полный оборот и зубом x перекидывает переключатель L налево, который в правом положении удерживается пружинкой р.

В чашечках Н′ и Н′′ имеется ртуть. Весь механизм заключен в деревянной коробке с маслом для предотвращения искрения при прерывании тока.

Одновременно с перекидыванием переключателя L, часовой механизм автоматически выходит из сцепления с переключателем F и сцепляется с контактной ручкой d.

Действие прибора заключается в следующем: (фиг. 1) постоянный ток от рубильника О подходит к переключателю Р, откуда он может поступить либо на левую, либо на правую часть схемы, при чем перекидывание переключателя Р в ту или другую сторону производится автоматически. В начальный момент работы прибора переключатель Р замкнут на клемму Поэтому ток через реостат R₁ шунт С и переключатель F проходит через намагничивающую катушку J. Переключатель F (выполненный в виде вращающегося диска), перекрывая то контакты 2 и 1, то контакты 3 и 4, меняет направление тока в катушке J желаемое число раз. В точке h часть тока ответвляется и проходит последовательно через электромагниты I, II, III, IV и V. Вследствие этого, все контактные пластинки, притягиваясь электромагнитами, разрывают добавочные линии намагничивающей катушки, а электромагнит I, кроме того, разрывает также и цепь индукционной катушки. Последнее же необходимо для того, чтобы во время отмеченных выше переключений тока или так называемой магнитной подготовки испытуемого образца флюксметр находился бы в покое.

По окончании магнитной подготовки образца переключатель F автоматически останавливается. Вместе с этим автоматически переключается переключатель Р с клеммы m₂ на клемму m_2. Тогда ток через постоянное предварительное сопротивление Ro подходит к точке n, оттуда следует в переменные предварительные сопротивления Ra, Ra′, Ra′′ или Ra′′′, а затем разветвляется по переменным сопротивлениям Rb, Rb′, Rb′′ или Rb′′′ и намагничивающей катушке J. Переменные сопротивления Ra и Rb соединены так, что по мере введения сопротивлений Ra сопротивления Rb выводятся и наоборот. Введением и выведением сопротивлений Rb достигается регулирование силы намагничивающего тока (а следовательно, и напряжения магнитного поля) в намагничивающей катушке J. Сопротивление же Ra все время поддерживают постоянную общую силу тока в цепи (до разветвления). Наконец предварительное сопротивление Ro служит для установления каждый раз общей силы тока в цепи в зависимости от напряжения.

Ветви Rb′ и R′′, а также ветви Rb и Rb′′′ имеют общие выводы, от которых питаются попарно электромагниты II и V или III и IV (электромагниты имеют по две обмотки). Каждая ветвь служит для получения напряжений магнитного поля, соответствующих одной четверти магнитного цикла. Электромагниты же, работая попарно и разрывая при этом определенные участки линии катушки J, обуславливают прохождение намагничивающего тока через катушку J то в одном, то в другом направлении. Таким образом для изменения силы намагничивающего тока в каждой четверти кривой служат четыре ветви сопротивлений Rb, Rb′, Rb′′ и Rb′′′, являющиеся шунтами по отношению к катушке J; для изменения же направления тока, которое во время записи кривой должно совершаться два раза, служат соединенные попарно последовательно электромагниты II и V-III и IV. Ток, который после сопротивления Ra ответвляется в катушку J, проходит через шунт К, попадая в амперметр А, и затем через соответственные линии (фиг. 1), которые могут быть разрываемы электромагнитами, в катушку J, а оттуда в цепь.

Так как при перекидывании переключателя Р на m₂ электромагнит I не работает, то линия флюксметра и индукционной обмотки замкнута. Кривая поэтому записывается на. фотографической пластинке прибора М типа Le Chatelier-Saladin'a световым лучом от лампы L под действием амперметра А и флюксметра Ф, отклоняющих помощью зеркал один луч в горизонтальном, другой в вертикальном направлении.

Электромагнит VIII, питающийся, как видно из фиг. 7, от ветвей Rb и Rb′′′, служит для изменения направления тока в самом амперметре А при переходе тока в отрицательную область. Последнее не является обязательным, так как амперметр (вернее шунт К) может быть включен после линий, замыкаемых соответственными электромагнитами, так что ток в амперметре будет менять свое направление одновременно с катушкой J.

Наконец, во все время работы прибора как во время магнитной подготовки, так и во время записи кривой, работает и электромагнит VII. По окончании работы прибора выключается и электромагнит VII, замыкая таким образом ток на звонок S, подающий сигнал об окончании работы прибора, а также и на электромагнит VI. Последний, притянув контактную пластинку, разрывает цепь лампы L, чем предохраняет фотографическую пластинку от появления на ней каких-либо не нужных световых пятен.

1. Устройство для автоматической записи кривых гистерезиса световым лучом на фотографической пластинке, состоящее из пермеаметра, - регистрирующего прибора типа Le Chatelier-Saladin'a, - переключателя для изменения направления намагничивающего тока при подготовке образца, и переменного, назначенного для изменения силы намагничивающего тока сопротивления, характеризующееся применением, для получения автоматической записи, часового механизма или другого соответствующего двигателя, приводящего в действие переключатель направления намагничивающего тока и переключающую рукоятку переменного сопротивления, а также производящего перевод действия прибора с магнитной подготовки на запись кривой.

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 устройства, отличающаяся тем, что переключатель направления тока состоит из щеток А, В, С, D и из снабженного контактными пластинами эбонитового диска М, закрепленного на валу Z, приводимом во вращение от часового механизма при помощи системы зубчатых колес, одно из коих снабжено зубом, перебрасывающим в определенный момент переключатель, предназначенный для приведения в действие записывающего приспособления (фиг. 5).

3. Форма выполнения охарактеризованного в п.п. 1 и 2 устройства, отличающаяся тем, что переменное сопротивление состоит из включенной последовательно в цепь намагничивающего тока неизменяемой части Ro и изменяемых частей Ra и Rb, из коих первая включена последовательно, а вторая параллельно в цепь намагничивающего тока (фиг. 1).

4. Форма выполнения охарактеризованного в п.п. 1-3 устройства, отличающаяся тем, что передача движения от часового механизма осуществлена через вращающийся валик а, приводящий посредством зубчатых колес b и с в поступательное движение рейку f, сцепляющуюся, в одной части ее движения, с зубчатым колесом g механизма, переключающего направление намагничивающего тока, а в другой части - с зубчатым колесом h, связанным с рукояткой, управляющей переменным сопротивлением (фиг. 2).

5. В охарактеризованном в п.п. 1-4 устройстве применение электромагнитов I-VII, предназначенных для прерывания тока в определенных частях цепи в различные моменты действия прибора (фиг. 1).