Устройство для измерения параметров эффекта Баркгаузена Советский патент 1987 года по МПК G01R33/12 

,-

Изобретение относится к маг нитным измерениям и мож:ет быть использовано для исследования свойств ферромагнитных материалов и изделий, особенно сложной геометрической формы,

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения влияния зазора между индукционным преобразователем и ферромагнитным образн.ом,

На фиг. 1 локазана блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы

Устройство для измерения параметров эффекта Баркгаузена (фиг, 1) со- держит последовательно соединенные генератор перемагничивающего тока 1, усилитель мощности 2, индукционный преобразователь 3 для регистрации шумов Баркгаузена, усилитель 4 и блок 5 регистрации, интегратор 6, последовательно соеди 1енные высокочастотны генератор 7, аналоговый ключ 8, измеритель полного сопротивления 9, аналоговый запоминающий блок 10 и нелинейный элемент 11, а также последовательно соединенный детектор 12 и нуль орган 13, Интегратор 6 включен между обмоткой 14 обратной связи преобразователя 3 и вторым входом усилителя моишости 2. Выход аналогового ключа 8 и вход измерителя полного сопротивления 9 соединены с измерительной обмоткой 15 преобразователя 3. Выход нелинейного элемента 11 подключен к управляющему входу усилителя 4, выход которого соединен со входом детектора 12, Выход нуль-органа 13 подключен к управляющему входу аналогового ключа 8. Преобразователь 3 со- держит также намагничивающую обмотку 16 и магнитопровод 17. Генератор 1, усилитель 2 и интегратор 6 с обмоткой 14 образуют намагничивающий блок 18.

Работа устройства с учетом времен- ных диаграмм (фиг. 2).

Ток генератора 1, пропорциональный сигналу и , усиливается усилителем 2 и, протекая по обмотке 16 ин- дукционного преобразователя 3, создает магнитный поток, который замыкается по магнитопроводу 17 преобразователя 3 и ферромагнитному образцу 19 Для поддержания заданного закона из- менения индукции устройство имеет обратную связь, реализованную с помощью дополнительной обмотки 14 преобразователя 3 и интегратора 6. В изме25

5

О

-520--303540

45

Q. г рительной обмотке 15 индуцируется ЭДС шумов Баркгаузена (сигнал И на фиг. 2), которая усиливается затем усилителем 4,

Влияние зазора на величину ЭДС шумов Баркгаузена (ШБ) корректируется следующим образом.

Ток высокочастотного т енератора 7, протекая по обмотке 15 преобразователя 3, создает переменное поле. Частоту генератора 7 выбирают в диапазоне 800-1000 кГц. В этом случае можно считать, что вносимое сопротивление обмотки 15 зависит только от зазора между преобразователем 3 и ферромагнитным образцом 19. Выходной сигнал измерителя полного сопротивления 9 фиксируется блоком 10 и поступает на вход нелинейного элемента 11, выходной сигнал которого управляет коэффициентом усиления усилителя 4 и тем самым компенсирует влияние зазора. Характеристика нелинейного элемента 1i позволяет линеаризовать зависимость ЭДС ШБ от зазора и строится с учетом нелинейной связи между зазором и Бносим1)1м сопротивлением обмотки 15 преобразователя 3.

Независимость условий перемагни- чивания от высокочастотного сигнала обусловлена в устройстве разделением ЭДС ШБ и сигнагта генератора 7 во времени. Детектор 12 выделяет огибающую ЭДС 1ЧБ (сигнал U на фиг. 2), которая преобразуется нуль-органом 13 в прямоугольный сигнал (IJ4 на фиг. 2). Выходной сигнал нуль-органа 13 управляет работой аналогового ключа 8. При ненулевом сигнале U ключ 8 отключает генератор 7 от преобразователя 3, а при отсутствии и пропускает высокочастотный сигнал генератора 7 на преобразователь 3 (сигнал U на фиг. 2). Поскольку верхняя частота полосы пропускания усилителя 4 обычно не превышает 300 кГц, высокочастотный сигнал генератора 7 не проходит на вход детектора 12 и не влияет на работу аналогового ключа 8,

Таким образом, периодическое подключение генератора 7 позволяет осуществлять подстройку усилителя 4. При этом выходное напряжение блока 10 остается постоя1пчым в течение полупериода перемагничивания. Это позволяет практически полностью исключить влияние нестабильности зазора на результат измерения ЭДС ШБ.

Формула изобретения

Устройство дпя измерения параметров эффекта Баркгаузена, содержащее последовательно соединенные генератор перемагничивающего тока, усилитель мощности, индукционный преобразователь, усилитель, а также блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности измерения, в него введены последовательно соединенные высокочастотный генератор, аналоговый ключ, измеритель

полного сонротивлетшя, аналоговый запоминающий блок и нелинейный элемент а также последовате пьно соединенные детектор и нуль-орган, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа, тфичем вход измерителя полного сопротивления соединен также с измерительным выходом индукционного преобразователя, а вход детектора подключен к входу блока регистрации и к выходу усилителя, управляющий вход которого соединен с выходом нелинейного элемента.

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для исследования свойств ферромагнитных материалов и изделий, преимущественно, сложной геометрической формы. Введение в устройство для измерения параметров эффекта Баркгау- зена высокочастотного генератора 7, аналогового ключа 8, измерителя 9 полного сопротивления, аналогового запоминающего блока 10, нелинейного элемента 11, детектора 12 и нуль-органа 13 повьшает точность измерения за счет уменьше 5ия влияния зазора между индукционным преобразователем и ферромагнитным образцом. 2 ил. S Фае.1

Редактор Я, Горват

Составитель С. Шумилишская Техред Л.Олейник

Заказ 1629/4fSТираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фа2.2

Корректор М. Демчик

Подписное