Устройство для регистрации термомагнитных характеристик Советский патент 1991 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для исследования термомагнитных свойств ферромагнитных образцов и регистрации температуры.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

На фиг.1 приведена схема устройства для регистрации термомагнитных характеристик на фиг.2 - расположение элементов магнитной системы; на фиг.З - подложка с магниторезисторами; на фиг.4 - зависимости сопротивления магниторезистора от индукции поля; на фиг.5 - график температурной зависимости его относительного сопротивления.

Устройство для регистрации термомагнитных характеристик содержит источник 1 постоянного напряжения, выходы которого подключены к диагонали моста, образованного резистором 2 (например, манганиновым), терморезистором 3 и магниторезисторами 4 и 5. Во вторую диагональ включен интегратор 6 (интегрирующий усилитель с емкостной обратной связью), выходы которого через регистратор, образованный образцовым резистором 7 и вольтметром 8, подключены к обмотке 9 электромагнита, имеющей клеммы 10 и 11.

Электормагнит выполнен с С-образным магнмтопроводом 12 (фиг.2) и источником 13 постоянной МДС в виде постоянного магнита или дополнительной о&мотки с регулируемым источником питания. Подложка 14 с магииторезисторами 4 и 5 размещена в рабочем зазоре 15 и выполнена с термоизолирующим слоем 16. При этом магниторези- стор 5 находится вне зазора 15. В зазоре может быть также установлен нагреватель 17 образца 18.

Устройство используют для регистрации температуры (при проведении термомагнитных измерений) и для одновременной регистрации температуры и индукции образцов. В первом случае устройство работает следующим образом.

В начальный момент состояние магниторезистора 4 соответствует точке Вм на -фиг.4, где Вм - индукция магнита 13. На входе интегратора 6 присутствует нулевой смгнал, поскольку мост уравновешен.

При изменении температуры меняется сопротивление терморезистора Зина входе интегратора появляется напряжение. В результате в обмотке 9 возникает ток, вызывающий изменение индукции электромагнита в зазоре 15 в пределах ± В}, компенсирующее дебаланс моста. Выходной ток интегратора является мерой изменения температуры и регистрируется вольтметром 8.

Магниторезисторы 4 и 5 выполнены на одной подложке 14 в едином технологическом цикле, что позволяет получить практически одинаковые температурные

зависимости их относительных сопротивлений (на фиг.5 показаны зависимости для магниторезисторов, нанесенных на различные подложки). Поскольку магниторезистор 5 расположен вне зазора 15, его сопротивление не зависит от индукции в зазоре 15. Температурное же изменение сопротивлений магниторезисторов 4 и 5 одинаково, поэтому показания вольтметра 8 оказываются строго пропорциональными температуре образца 18.

Регистрация магнитных характеристик образца производится следующим образом.

Включают нагреватель 17 и регистрируют процесс изменения температуры в зазоре 15. Когда температура достигает заданного уровня, в зазор 15 вносят образец 18. При этом вследствие изменения индукции в зазоре 15 мост вновь

разбалансируется, что приводит к изменению показаний вольтметра 8. Это изменение пропорционально индукции образца. Затем в процессе нагрева образца 18 до заданной температуры продолжают регистрировать показания вольтметра 8, характеризующие температурную зависимость индукции образца 18

Таким образом, предлагаемое устройст- во позволяет регистрировать одновременно температурные и магнитные характеристики образцов, в том числе производить их разработку по величине индукции при определенной температуре, а также регистриро- вать ход температурной зависимости индукции. В то же время устройство не содержит подвижных элементов и полностью автоматизировано.

Для наиболее распространенных типов регистрирующих приборов с пишущим узлом и электродвигателем составляющие погрешности механической природы лежат в пределах 1%. В предлагаемом устройстве

данная составляющая погрешности исключена. Повышению точности устройства способствует также то, что мост все время уравновешен, причем система является астатической. Поскольку устройство охвачено

обратной связью по току, температурная нестабильность параметров его элементов не вносит погрешности в результат измерения. Все это позволяет повысить точность регистрации термомагнитных характеристик до 0.2-0,3%.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации термомагнитных характеристик, содержащее источник питания, выходы которого подключены к свободным выводам последовательно соединенных резистора и термо- резисгора, а также регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя последовательно соединенными магниторезисторами, электромагнитом компенсации и интегратором, при этом свободный вывод первого магниторезистора подключен к первому выходу источника питания, второй выход которого соединен со свободным выводом второго магниторезистора, общие выводы

0

5

терморезистора и резистора и двух магни- торезисторов подключены к соответствующим входам интегратора, выходы которого соединены с первым выводом обмотки электромагнита и первым входом регистратора, второй вход которого соединен с вторым выводом обмотки электромагнита, в рабочем зазоре которого размещен первый маг- нитореэистор.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что электромагнит выполнен с источником постоянной МДС.

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что оно снабжено нагревателем, размещенным в рабочем зазоре электромагнита, а магниторезисторы выполнены на термоизолирующей подложке.

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для исследования термомагнитных свойств ферромагнитных образцов, регистрации температуры. Целью изобретения является повышение точности устройства. Источник 1 запитывает мост, образованный резистором 2, терморезистором 3 и двумя магниторезисторами 4, 5, причем магниторезистор 4 размещен в зазоре электромагнита 9, подключенного через регистратор, образованный образцовым резистором 7 и вовольтметром 8, к выходу интегратора 6. При изменении сопротивления терморезистора 2 вследствие изменения температуры или сопротивления магниторезистора 4 и вследствие введения образца в зазор электромагнита 9 интегратор 6 вырабатывает сигнал, вызывающий изменение сопротивления магниторезистора 4, что приводит к автоматической компенсации моста. При этом по показаниям вольтметра 8 можно судить о температуре и магнитных свойствах образца. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

10

1f

tyus.Z

фиг.З

3 18

12

L

ft

16