Устройство для регистрации статических магнитных характеристик изделий из ферромагнитных материалов Советский патент 1991 года по МПК G01R33/12 

Фие.1

Изобретение относится к области магнитных измерений и магнитной структуро- скопии изделий из ферромагнитных материалов и предназначено для определения статических магнитных параметров и регистрации статических петель гистерезиса образцов из ферромагнитных материалов,

. Целью изобретения является повышение точности измерения агнитных харак- термстик.

На фмт.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма намагничивающего тока напряженности магнитного поля для получения статической петли гистерезиса изделия.

Устройство для регистрации статических магнитных характеристик изделий из ферромагнитных материалов содержит суммирующий усилитель 1, диод 2, преобразо- ватель 3 напряжение - частота, реверсивный счетчик 4,первый 5 и второй 6 дешифраторы, триггер 7, цифроаналоговый преобразователь 8, переключатель 9 полярности, усилитель 10 мощности, намагничи- вающий узел 11, в котором размещены исследуемое изделие 12 и датчики магнитной индукции 13 и напряженности 14 магнитного поля, измеритель 15 напряженности магнитного поля, измери- тельный усилитель 16, интегратор 17, регистратор 18, выпрямитель 19 и источник 20 опорного напряжения.

Датчик 14 напряженности магнитного поля через измеритель 15 напряженности магнитного поля подключен к первому входу регистратора 18, второй вход которого соединен с выходом интегратора 17. Датчик 13 магнитной индукции через усилитель 16 соединен с входами интегратора 17 и вы-- прямителя 19, выход которого подключен к первому входу суммирующего усилителя 1, второй вход которого соединен с выходом источника 20 опорного напряжения. Выход суммирующего усилителя 1 соединен сано- дом диода 2. катод которого через преобразователь 3 напряжение-частота подключен к счетному входу реверсивного счетчика 4, информационный выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразова- теля 8, выход которого через последовательно соединенные переключатель 9 полярности и усилитель 10 мощности соединен с намагничивающим узлом 11. Вторая и третья группы выходов реверсив- ного счетчика 4 соединены соответственно с входами первого 5 и второго 6 дешифраторов, выходы которых подключены к входам триггера 7, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика 4. Выход второго дешифратора 6 подключен к управляющему входу переключателя 9 полярности.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 4 сбрасывается в О, а переключатель 9 полярности выходного напряжения устанавливает (задает) положительное изменение напряженности магнитного поля (от 0 до +НМакс). Оптимальный закон изменения намагничивающего тока задается суммированием практически бесконечно малых приращений намагничивающего тока электромагни

А I . макс --JW

где

число разрядов

реверсивного счетчика 4 и цифроаналогового преобразователя 8,

При подаче на вход суммирующего усилителя 1 опорного напряжения Uo преобразователь 3 начинает генерировать импульсы с частотой То, пропорционапьной Uo. Так как в исходном положении счетчик 4 находится в состоянии сброса (О во йсех разрядах), то дешифратор 6 переключает блок 9 на положительную полярность триггера 7 знака, устанавливает счетчик 4 в режим суммирования импульсов преобразователя 3. Преобразователь 8 непрерывно преобразует код счетчика 4 в электрический сигнал, который посредством усилителя 10 мощности и электромагнита узла 11 управляет изменением напряженности, нзмагничииающего полл Н. Вызванные изменения магнитной индукции в обьекте контроля наводят п обмотке датчика 13 магнитной индукции ЗДС, пропорциональную dB/dt.

Усиленный усилителем 16 сигнал датчика 13 через выпрямитель 19 поступает на суммирующий усилитель 1, выходное напряжение которого, равное UBUX Uo - Uoc, где Uoc - сигнал обратной связи, преобразуется в частоту следования импульсов преобразователя 3. Таким образом, устройство ограничивает скорость нарастания намаг- ничмваюшего тока (поля), так что dB/dt не превышает наперед заданного значения. Если из-зз инертности намагничивающего узла 11 (например, электромагнита) dB/dt превысит заданное значение и U0c станет больше опорного -напряжения Uo. то напряжение сумммрующего усияитепя 1 станет отрицательным и не будет проходить через диод 2 на вход преобразователя 3. Генерация импульсов и нарастание тока прекратятся. На этом п риращенииД I (Д Н) перемагничивяние продолжается в динамическом режиме до установления статическоm етгор -я (vacTOK ЕЗ - с, фиг 2} Когда d8/dt сгачет меньше допустимой величины, нагф Хсгниеусиишеля 1 станет положительным что вызывает появление ледующьго HIV, уль п|:ео ч а;ювагелп 3 и ледук/14г-р iipnpaiMt ine ioi a b фиг 2)

npoutLC пвгния л квззис.а тичеслем « rpu-,ОО Ч«ЗРТСЯ Сигналы датчиков 1 ,э 14 поы с гц обоазования из- м рителе 15 усилителем 16 и интегратором 17 ппда-стсч а входы двухкоорди- Нй.ногс регистратора 13 д/я регис ации зависимости В Г Н) п дальнейшей обоабот ки мифоочации ctna/soru-цифровыми смете

Korv иис io риозщ щи ока Л ро 1 ет 2Р 1 деиЧ| f t по 5 CGtH iv имг1 i co перзбосгк Зс счг ер xOTjO ii

ПЭрРВОДИ CMC -ll- Ч - Е. рочч14М ЬЫЧ л

Ус .. гтп, ум°ньи. чет зе1ичииу - ыагни / вающею ока до НУЛЯ Когца ice разолдов счетчик 4 г dee oaBVi рч ну ю го срабатчоает д&- когпры, с чсмоьлью переклю

43 Э О PDMOw Ь ra« XOflLiO О

Ci, -i ц н ъоЕоа г и t орегаодип по- ip i / 4 в ,jox/ г УН. мчроь ч 4atnb c rc« сЬопмирооание } . -чбг ч JH lOiytTHbi ьамагтич. заю ,б оточа( о а э о мг поецыдущек/у

/V-n м числа pacppqos с 16 41/ка 1 и г pecf рз ючататч 8 ос и пер г а ничкзсзчи с о ттиг/алокь м ррробрззователя 3 в по сле/гч/1 / DBI итсч де и теть чзстоты

/ зооре,тенис гозволич сн /зить гс грвшнос и опоед°панис1 татических ivar пищух парамегрОЕ: на 0 5 - 1 0% по ера в ehH4j г ПОГОРШНССТЯГ л известных ус тройств за счет оптимизации режима пере магнлмиванич л сокращения времени интегрирования сигналов датчиков ловы- сш ь пооизводительность испытан 1- образцов в 1 5 2 раза за счет исключения поде i сойки намагничивающего устройства и сокрлщениа д/Mi этснг сти иикла геоемаг- ри1 льс -|ия сбоазцов уменьшить расход электроэнергии за счет сокращения длительнос и испытаний повысить экономичность и надежность устройств с изделиями из ферромагнитных материалов за счет повышения точности определения их параметроз

Формула изобретения Устройство для регистрации статиче- ски магнитных характеристик изделий из

фероомагнитных материалов содержащее датчик магнитной иьдукции и датчик напряженности магнитного поля который через измеритель напряженности магнитного поля подключен к первому входу решстрэ

датчик индукции магнитного поля через последовательно соединенные измеритель ный усилитель и интегратор соединен с вторым входом регистратора преобразователь напряжение частота выход которого

подчЛ Очен к счетному входу реверсивного счетчика информационный выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя выход которого соединен с входом переключателя полярности выходного сигнала выход которого через усилитель мощности соединен с намагничивающим злом вторая и тоетья группы выходов реверсивного счет1 сое- дгнеьы соттве венчо с входами первого

v вгооого дешифраторов выходы которых подключены соответственно к входам триг- герп прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика и суммирующий усилитель с т л и ч а ю щ е е г 9 тем ию с целью повышения ТСЧЧОС1И оно снабжено выпрями елем источником опорного напояжения и диодом при этом выход измерительного усилителя

чеоез выпрямитель подключен к первому входу суммирующего усилителя к второму входу которого подключен выход источника опорного напряжения выход суммирующего усилителя соединен с анодом диода катод тторого подключен к входу преобразователя напряжение - частота вы ход в.срогодеы -фра юра соединен с vnpas- ляющим входом перекп ючателр полярности

Изобретение ел носится к магнитным измерениям и магнитной структуроскопии изделий из ферромагнитных материалов и предназначено для определения статических магнитных параметров и регистрации статических петель гистерезиса образцов из ферромагнитных материалов. Цель изобретения - повышение точности устройствадостигается за счет оптимизации режима перемагничивания и сокращения времени интегрирования сигналов датчиков магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Устройство содержит суммирующий усилитель 1, диод 2, преобразователь 3 напряжение - частота, реверсивный счетчик 4, два дешифратора 5,6, триггер 7, цифроана- логовый преобразовате ль 8, переключатель 9 полярности, усилитель 10 мощности, намагничивающее устройство 11. в котором размещены исследуемое изделие 12 и датчики магнитной индукции 13 и напряженности 14 магнитного поля, измеритель 15 напряженности магнитного поля, измерительный усилитель 16, интегратор 17, регистратор 18, выпрямитель 19 и источник 20 опорного напряжения. Устройство позволяет снизить погрешность измерения на 0,5 - 1,0% и повысить производительность измерений в 1,5-2 раза. 2 ил (t) UB(t)Ks(t)