Устройство для контроля параметров магнитопроводов Советский патент 1989 года по МПК G01R33/12 

;

®

Ёо

4 ts5

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для контроля параметров магнитопроводов с зазором, изготовленных из магнитомягких прецизионных сплавов. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, усилитель - формирователь 2, намагничивающую обмотку 3 контролируемого магнитопровода 4, намагничивающую обмотку 5 эталонного магнитопровода 6, излучительные резисторы 7 и 8, блок 9 автоматической регулировки усиления, масштабирующий усилитель 10, вычитающий блок 11, модулометры 12 и 13, регистратор 14 величины зазора и регистратор 15 магнитных свойств. Эталонный магнитопровод используется для задания крутизны частотной зависимости магнитной проницаемости, не зависящей от величины магнитной проницаемости, что позволяет исключить погрешность измерения, связанную с возможным различием магнитной проницаемости материалов эталонного и контролируемого магнитопроводов. 3 ил.

Фиг

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля параметров магнитопро- водов с зазором, изготовленных из магнитомягких прецизионных сплавов, например магнитопроводов магнитных головок.

Цель изобретения - повьппение точности контроля за счет исключения погрешности, связанной с возможным различием магнитной проницаемости материалов эталонного и контролируемого магнитопроводов.

На фиг. 1 представлена блок-схе- ма устройства; на фиг. 2 - диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - зависимость амплитудной магнитной проницаемости материала магнитопро- вода от частоты, поясняющая работу устройства.

Устройство для контроля параметро магнитопроводов содержит генератор 1 качающейся частоты, усилитель- формирователь 2, намагничивающую обмотку 3 контролируемого магнито- провода 4, намагничивающую обмотку 5 эталонного магнитопровода 6, первы 7 и второй 8 измерительные резисторы, блок 9 автоматической регулиров- ки усиления (АРУ), масштабирующий усилитель 10, вычитающий блок 11, первый 12 и второй 13 модулометры, регистратор 14 величины зазора и регистратор 15 магнитных свойств, причем к выходам генератора 1 качающейся частоты через усилитель-формирователь 2 подключены последовательно соединенные намагничивающая обмотка и измерительный резистор 7 и последовательно соединенные намагничивающая обмотка 5 и измерительный резист 8, к выходу которого подключен моду- лометр 13, а выход резистора 7 соединен с первым входом вычитающего бло- ка 11 и через последовательно соединенные блок 9 АРУ и масшатбирующий усилитель 10 - с регистратором 14 величины зазора и вторым входом вычитающего блока 11, выход которого подключен к регистратору 15 магнитных свойств II к модулометру 12.

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 1 качающейся частоты переменное напряжение, чатота f которого периодически изменяется от f до f , поступает на вход усилителя-Формирователя 2, имеющего

коэффициент передачи, прямопропорцио нальный частоте f поступающего на ег вход сигнала, в результате чего на намагничивающие обмотки 3 и 5, индуктивное сопротивление которых выбрано много больщим сопротивлений резисторов 7 и 8, подается напряжени и, амплитуда которого прямо пропорциональна его частоте (фиг, 2а).

В контролируемом и эталонном маг- нитопроводах индицируются магнитные потоки соответственно Ф и Ф , связанные с амплитудой U и частотой f переменного напряжения на обмотках 3 и 5 известными соотношениями U K,.f и К-г .Гз(где К, и постоянные коэффициенты), и, следовательно, условие L f обеспечивает постоянство во времени амплитуд магнитных потоков Р и Ф, .

ЛА у

Амплитуда магнитного потока Ф. в

м

контролируемом магнитопроводе 4 связана с магнитодвижущей силой F,, приложенной к обмотке 3, и магнитным сопротивлением К ферромагнитной час магнитопровода, зависимым от частоты и RP воздушного зазора, не зависимым от частоты, известным соотношением

F, Ф.() R,

(1)

а амплитуда магнитного потока Фэ в эталонном магнитопроводе без зазора связана с магнитодвижущей силой Fj, приложенной к обмотке 5, и магнитным сопротивлением R эталонного магнитопровода 6 соотношением

FI ФэRз(f), (2)

Напряжение U на выходе измерительного резистора 7 (фиг. 26) пропорционально току через обмотку 3, соответственно магнитодвижущей силе F, и определяется с учетом (1) выражением

и, К,() K,Ф,R, Uj -h и;

(3)

где К, - известный постоянный коэф- ,, фициент;

и - составляющая напряжения U,, амплитудная модуляция которой обусловлена зависимостью от.частоты амплитудной проницаемости р материала магнитопровода в диапазоне частот (f,, f) (фиг. 3); Uj - составляющая с постоянной (незяБИсящей от частоты) амплитудой.

51,3

Общая амплитудная модуляция напряения и, обусловлена, таким образом, амплитудной модуляцией его составлящей и.

Напряжение измерительного резистора 8 пропорционально магнитовижущей силе F, и его амплитудная одуляция обусловлена частотной зависимостью амплитудной проницаемости атериала эталонного магнитопрово- а. 6.

В связи с тем, что эталонный маг- нитопровод 6 изготовлен из того же атериала, что и испытуемый магнито- ровод 4, т.е. материал обоих магни- топроводов имеет одинаковую частотную зависимость амплитудной проницаеости, крутизна которой определяет коэффициент амплитудной модуляции, напряжения Uj совпадает с коэффициентом амплитудной модуляции составсляющей UJ напряжения U,.

Напряжение U, с резистора 7 поступает на первый вход вычитающего блока 11, на второй вход которого поступает синфазное с ним напряжение U, (фиг. 2 в), полученное путем снятия амплитудной модуляции с напряжения и. при прохождении последнего через блок 9 АРУ и последующего формирования величины амплитуды с помощью масштабирующего усилителя 10 с управляемым коэффициентом передачи.

Очевидно, что разностный сигнал на выходе вычитающего блока 11 U J и,-и( (фиг. 2 г) имеет одинаковый коэффициент модуляции с напряжением и в случае, когда u| U, а u| -U, при этом показания регистратора 14 величины зазора пропорциональны и и, с учетом (3) - магнитному сопротивлению зазора К„, а показания регистратора 15 магнитных свойств пропорциональны U J , т.е. с учетом (3) - магнитному сопротивлению материала магнитопровода. Процесс контроля состоит в подборе такого коэффициента передачи масштабирующего усилителя 10, при котором показания мо- дулометров 12 и 13 становятся одинаковыми.

В предлагаемом устройстве эталонный магнитопровод используется для задания крутизны частотной зависимости магнитной проницаемости, которая не зависит от уровня магнитной проницаемости, что позволяет исключить погрешность измерения, связан2 6

ную с возможным различием магнитной проницаемости материалов эталонного и контролируемого магнитопроводов.

Кроме того, устройство позволяет использовать один и тот же эталонный магнитопровод для контроля магнитопроводов различной формы из одного материала, что важно при контроле

изделий сложной формы, например магнитопроводов магнитных головок.

Повьшение точности контроля объясняется также возможностью оценки погрешности контроля, обусловленной

возможным отклонением зависимости f v(f) материала контролируемого магнитопровода от аналогичной зависимости материала эталонного магнитопровода. О величине указанного

отклонения можно судить по степени различия формы огибающей напряжений и и и| при одинаковом коэффи1 1енте модуляции их с использованием в качестве модулометров двух каналов

двухлучевого осциллографа. Возможность оценки погрешности позволяет выбрать режим контроля, например интервал частот (f,, f). при котором погрешность минимальна, и, тем

самым, повысить точность контроля.

Формула изобретения

Устройство для контроля парамет- |ров магнитопроводов, содержащее на- . магничивающую обмотку контролируемого

магнитопровода, первый вывод которой соединен с первым выводом первого измерительного резистора, намагничивающую обмотку эталонного магнитопровода, первый вывод которой соединен с первым выводом второго измерительного резистора, а второй вывод соединен с вторым выводом намагничивающей обмотки контролируемого магнитопровода, вычитающий блок, регистратор величины зазора и регистратор магнитных свойств, отличающееся тем, что, с целью повышения точности

контроля, оно снабжено усилителем- формирователем, блоком автоматической регулировки, масштабирующим усилителем, первым и вторым модулометрами и генератором качающейся частоты,

к выходу которого через усилитель- формирователь подключены вторые выводы намагничивающих обмоток, перлый вывод первого измерительного резистора соединен с первым входом вычитающего блока и через последовательно соединенные блок автоматической регулировки усиления и масштабирую- 1ЦИЙ усилитель - с регистратором величины зазора и вторым входом вычи- т ающего блока, выход которого подключен к измерителю магнитных свойств

Л

чходу первого модулометра, вход второго модулометра подсоединен к первому выводу второго измерительного резистора, а вторые выводы первого и второго измерительных резисторов соединены с общей устройства .