Устройство для испытания ферромагнитных материалов Советский патент 1987 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для испытания постоянных магнитов и образцов из ферромагнитных материалов (ФММ),

Целью изобретения, является повьше ние точности и производительности испытаний.

На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - расположение обмоток первичных преобразователей магнитного потока (Ф) и напряженности магнитного поля (Н).

Преобразователь 1 магнитного потока образован двумя бифилярно намотанными обмотками, разноименные концы которых объединены и соединены с общей шиной устройства, а свободные концы обмоток - с входами усилителя 2-.

Преобразователь 3 напряженности магнитного поля образован двумя обмотками с одинаковьм числом витков, одна из которых наматывается на одном каркасе с обмотками преобразователя магнитного потока, а вторая - на другом коаксиально расположенном каркасе большего диаметра.

В преобразователе 3 объединяются одноименные концы секций обмоток, а соединение выводов обмоток с усилителем 4 аналогично соединению обмоток преобразователя 1 с усилителем 2. .

Выходы усилителей 2 и 4 соединены соотйетственно с неинвертирующими и с инвертирующими входами усилителей 5 и 6, выходы которых через переключатель 7 соединены с входом первого интегрирующего усилителя 8. Выход усилителя 4 соединен с входом второго интегрирующего усилителя 9.

Выходы усилителей 8 и 9 соединены с соответствующими входами регистрирующего прибора 10.

Устройство работает следующим образом.

При изменении напряженности намагничивающего образца ФММ магнитного поля каждой секции обмоток датчика наводится ЭДС, пропорциональная изменению потока сцепления обмотки,т.е.

d V е - -тI где - потокосцепление обмотки.

В этом случае напряжение на выходе усилителя 4 равно

и, (t) W,K, (S,,- S,, ) dH/dt

89472

при условии, что W Wi, гг число витков секции первичного преобразователя напряженности магнитного поля.

5Напр}шение на выходе усилителя 2

соответственно пропорционально

10

иф(0 ,s (ST-S.) .

где W- W W, - число витков секции первичного преобразователя магнитного пото

Що- магнитная постоянная;

, - площадь поперечного сечения секции обмотки преобразователя маг нитного потока; Sp - площадь поперечного сечения образца;

К,, К - козффициенты усиления дифференциальных усилителей 4 и 2, Дпя обеспечения равенства коэффициентов усиления (преобразования) по обоим входам сопротивления резисторов 1 5 - 18 (R15, R16, R17, RIB), задающих коэффициент усиления, выбираются из условия R15 R18 RI6 R17. Сигналы (напряжения), пропорциональные dB/dt и dM/dt, в испытуемом образце формируются усилителями 5 и 6 путем компенсации в сигнале преобразователя I магнитного потока составляющих, пропорциональных пото- косцеплениям секций обмотки преобразователя от напряженности намагничивающего магнитного поля.

В первом случае из напряжения усилителя 2 вьиитается составляющая, равная uUt) 2|u,K2W( - S)dH/dt.

50 Указанная операция выполняется усилителем 5 путем установления необходимых коэффициентов преобразования по инвертирующему и неинвертирующему входам резисторами 18 - 21. При

55 испытании образцов ФММ с разным по- перечньш сечением необходимый коэффициент суммирования задается изменением соотношения сопротивления резисторов.

3 131

Получение напряжения, пропорционального dM/dt, аналогичным образом формируется усилителем 6 путем компенсации составляющей напряжения

и; (t) 2K,p,

dH

dt

При регистрации зависимости изменения намагниченности образца от изменения намагничивающего поля М f(Н) перестройка коэффициентов преобразования усилителя не требуется,.

Устройство предназначено для сня- тия магнитных характеристик В f(Н) или М f(Н) образцов ФММ с любой формой поперечного сечения, намагничиваемых в электромагните или соленоиде при квазистатическом, импульсном или синусоидальном изменениях намагничивающего поля.

Наведенные в обмотках первичных преобразователей сигналы, пропорциональные dH/dt и , после преобразования усилителями 2, 4, 5 и 6 пос тупают на вход интегрирующих усилителей 8 и 9 каналов измерения напряженности магнитного поля Н и магнитной индукции В (намагниченности М) и регистрируются самопишущим прибором 10 в виде функциональных зависимостей В f(Н) и М f(Н) испытуемого образца ФММ.

Формула изобретения

Устройство для испытания ферромагнитных материалов, содержащее

3

9474

преобразователи магнитного потока и напряженности магнитного поля, два интегрирующих усилителя, выходы которых соединены с регистрирующим прибо5 ром, отличающее ся тем, что, с целью повьшения точности и производительности испытаний, оно снабжено четырьмя дифференциальными усилителями и переключателем, преоб0 разователи магнитного потока и напряженности магнитного поля выполнены в виде коаксиальных двухсекционных обмоток, причем разноименные вьгооды секций обмоток преобразователя маг5 нитного потока и одноименные вьшоды секций обмоток преобразователя напряженности магнитного поля соединены с общей шиной устройства, вторые выводы секций обмоток преобра-зователя

0 напряженности магнитного поля соеди-. йены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами первого дифференциального усилителя, выход которого соединен с инвертирующими

входами третьего и четвертого дифференциальных усилителей, и с входом первого интегрирующего усилителя, вторые вьшоды преобразователя магнитного потока соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертирующими входами третьего и четвертого дифференциальных усилителей, вы5 ходы которых через переключатель соединены с входом второго интегрирующего усилителя.

0

Изобретение касается магнитных измерений. Может быть использовано для испытания постоянных магнитов и образцов из ферромагнитных материалов (ФММ). Целью изобретения является повьшение точности измерений и производительности испытаний. Для достижения этой цели в устройство введены четыре дифференциальных усилителя 2, 4, 5 и 6и переключатель 7, а преобразователи 1 и 3 магнитного потока и напряженности магнитного поля выполнены в виде коаксиальных двухсекционных обмоток. На чертеже также показаны интегрирующие усилители 8и9 и регистрирующий прибор 10. Устройство обеспечивает снятие магнитных характеристик В f(Н) или М f(Н) образцов ФММ с любой фор- мой поперечного сечения, намагничиваемых в электромагните или соленоиде при квазистатическом, импульсном или синусоидальном изменении намагничивающего поля. Измеряемая напряженность (Н) магнитного поля и величина намагничиваемости (М) регистрируются самопишущим прибором. 2 ил. с fi сл со 00 со

Образец

Редактор Л.Гратилло

Фи&.2

Составитель А.Синченко Техред М.Ходанич

Заказ 2506/39

Тираж 730Подписное

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

Корректор М.Демчик