Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов Советский патент 1987 года по МПК G01R33/16 

1

ный элемент преобразователя 5 откло- нения и исследуемый образец 6, раз- мещеншда в неоднородном магнитном поле электромагнита 7 (ЭМ) постоянного тока. Цель достигается тем, что в устройство введены генератор 10 низкой частоты, модулятор 9 и усилитель 1 мощности, а электромагнитный компенсатор 13 выполнен в ви

1

Изобретение .относится к испытанию слабомагнитных материалов и может быть использовано для измерения .ьагиитной восприимчивости образцов веществ и материалов силометричес- кими методами, например, Фарадея или Гун.

Цель изобретения - повышение точности измерения магнитной восприимчивости образцов в условиях повьшен- ных магнитных наводок на компенсирующий механизм.

На чертеже изображено устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов.

В устройстве коромысло 1 при помощи опорного элемента (опорной ;призмы) 2 установлено на подушке 3 :Изолирующий механизм 4 предназначен для перевода коромысла 1 из. нерабочего положения в рабочее и обратно. На одном из плеч коромысла 1 подвешен подвижный элемент преобразователя 5 отклонения и исследуемьй образец 6, размещенный в неоднородном магнитном поле электромагнита 7 постоянного тока. Усилитель 8 постоянного тока через модулятор 9, управляющий вход которого соединен с генератором 10 низкой частоты, усилитель 11 мощности и регистратор 12 подключен к электромагнитному компенсатору 13, выполненному в виде неподвижно закрепленного электромагнита 14 переменного тока и сердечника 15, изготовленного из набора парамагнитных пластин и подвешенного к коромыслу 1 так, что один его конец размещен в центре зазора между полюсами электромагнита 14 переменного тока. Напрайление набора парамагнитных пластин ориентировано пер18

де неподвижно закрепленного ЭМ 14 переменного тока и сердечника (С) 15, изготовленного из набора парамагнитных пластин и подвешенного к К 1, при этом один конец С 15 размещен в центре зазора между полюсами ЭМ. Устройство используется в условиях повышенных магнитных наводок на компенсирующий механизм. 1 ил

5

0

5

0

5

0

пендикулярно направлению силовых линий магнитного поля, создаваемого электромагнитом 14 переменного тока. К коромыслу 1 подвешена также чашка 16, предназначенная дпя размещения на ней гирь.

Устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов работает следующим образом.

В исходном положении исследуемый образец 6, подвешенный к коромыслу 1, размещается на линии симметрии между полюсами намагничивающего электромагнита 7,постоянного тока. С помощью изолирующего механизма 4 переводят коромысло 1 в рабочее жение и уравновешивают массу (вес) исследуемого образца 6 гирями, помещая их на чашку 16. Включают электромагнит 7 постоянного тока и автокомпенсационную схему (преобразователь 5 отклонения, усилитель 8 постоянного тока, модулятор 9, генера- тор 10 низкой частоты, усилитель 11 мощности, регистратор 12, электромагнитный компенсатор 13).

Под действием силы, действующей на исследуемьй образец 6 со стороны намагничивающего поля, коромысло 1 отклоняется от положения равновесия, что приводит к перемещению подви с- ного элемента преобразователя 5 отклонения. На выходе преобразователя 5 отклонения появляется сигнал постоянного тока, пропорциональньй углу отклонения коромысла 1, которьй усиливается усилителем 8 постоянного тока и поступает на модулятор 9. Последний преобразует сигнал постоянного тока в сигнал переменного тока, ; частота которого определяется частотой модулирующего сигнала, поступаю3.1

щег О на управляющий вход модулятора 9 от генератор 10 низкой частоты. Сигнал переменного тока усиливается усилителем 11 мощности и через регистратор 12 поступает на обмотку электромагнита 14 переменного тока компенсатора 13. Между полюсами электромагнита 14 компенсатора 13 возникает переменное магнитное поле. Сердечник .15 компенсатора, изготов- ленный из набора парамагнитных пластин, имеет форму вытянутого параллелепипеда. Один его конец размещен в центре зазора между полюсами в зоне однородного переменного магнитйо- го поля со значением индукции В«-, а другой вне полюсов, где значение индукции В2 в 5-10 раз меньше. На расположенньй таким образом сердечник со стороны переменного магнит- него поля будет действовать сила по линии градиента поля, т.е. верти- .кально, направленная вниз, так как парамагнетик втягивается в поле. Поскольку инерционность коромысла 1 весов достаточно велика, а частота собственных колебаний составляет доли герц, то периоди.ческое изменение значения силы FC , происходящее без изменения направления ее действия с частотой в несколько десятков герц, не приводит к раскачиванию коромысла 1 .В результате взаимодействия сердечника 15 с переменным магнитым полем электромагнита 14 компенсатора 13 коромысло 1 весов возвращается в Исходное положение. О значении силы, действующей на исследуемый образец 6 со стороны магнитного поля электромагнита 7 постоянного тока, а следовательно, и о магнитной вос- приимчивости образца 6, судят по эффективному значений переменного тока, протекающего по обмотке элек- тромагнита 14 компенсатора 13, которое фиксируется с помощью регистратора 12. .

Переход от сигнала постоянного тока на выходе преобразователя 5 отклонения к сигналу переменного тока на выходе модулятора 9 используется для исключения влияния гистерезиса, материала ярма электромагни- та 14 компенсатора 13 на уравнове- шивающее усилие. Применение переменного тока обеспечивает однозначную зависимость между значением переменного тока, протекающего через обмот

18

ку электромагнита 14, и значе шем силы, действующей со стороны пере- менног О магнитного поля на сердечник 15 компенсатора 13, выполненный в форме параллелепипеда из набора . пластин из латуни, являющейся парамагнетиком и имеющей объемную маг- нитную восприимчивость порядка 10 в единицах СИ (8С- величина безразмерная). Собственный магнитный мо- мент сердечника не превьш1ает 2- 10 А.м. , что, по крайней мере, в несколько десятков тысяч раз- меньше магнитного момента сердечника компенсатора, известных весов. Ярмо электромагнита переменного тока компенсатора выполнено из набора пластин электротехнической стали. Обмотка электромагнита представляет собой две катущки, намотанные на каркасах. Сила, действующая на парамагнитный сердечник со стороны ма1- нитного поля, достигающего в зазоре между полюсами электромагнита компенсатора максимального значения, достаточна для автоматической компенсации изменения веса исследуемого образца. Преобразователь отклонения коромысла весов состоит из генераторной катушки, двух приемных, расположенных соосно с генераторной, и якоря, выполненного в виде полого цилиндра из немагнитного проводящего материала и размещенного в кольцевом зазоре между генераторной и приемной катушками.

Формула изоб.ретения

Устройство дпя измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов, содержащее электромагнит постоянного тока, коромысло с изолирующим механизмом, механически связанное через преобразователь отклонения с электромагнитом постоянного тока, усилитель постоянного тока, подключенный к выходу преобразователя отклонения, электромагнитный- компенсатор и р егистратор, о т л и - чающе.еся тем, что, с целью повьщ1ения точности измерения, оно дополнительно снабжено последователь но соединенными генератором низкой частоты, модулятором и усилителем мощности, выход которого подключен к регистратору, второй вход модулятора соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход регистратора подключен к электромагнитному

51285418f

компенсатору, выполненному в видек коромыслу, при птчш пдип конец

неподвижного электромагнита перемен-сердечника размещен в центре

ного тока и сердечника, из наборазазора между полюсами электро

парамагнитных пластин, подвешенногомагнита.

Изобретение относится к испытанию слабомагнитных материалов. Цель - повышение точности измерения. В устройстве для измерения, ьагнитной восприимчивости слабомагнитных материалов коромысло (К) 1 при помощи опорного элемента 2 установлено на подушке 3. Изолирующий механизм 4 предназначен для перевода К 1 из нерабочего положения в рабочее и обратно. На одном из плеч К 1 подвешен подвиж(Л с tsD 00 сд