Вибрационный магнитометр Советский патент 1991 года по МПК G01R33/12 

t

/

п

со

С

Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности к магнитометрам с вибрирующими измерительными катушками, предназначено для определения магнитных характеристик образцов магнитных материалов Целью изобретения является повышение чувствительности На пластины 4, 5 подается сумма постоянного Do и переменного Dm напряжений, причем выполняется соотношение 2U0 Um. В результате колебания упругого элемента 9 и измерительной катушки 6 происходят с большей амплитудой, увеличивается и выходная ЭДС 2 ил

1&9 б

-i.

Ј

/

4

j /V//

3UC

3

U

ю

5

Г-0

/ / / / / s s

QS VI Ю

Јь

го

Јь

Фаз. 2

Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности к магнитометрам с вибрирующими измерительными катушками, предназначено для определения магнитных характеристик образцов магнитных материалов.

Цель изобретения - повышение чувствительности магнитометра.

На фиг.1 показана функциональная схема магнитометра; на фиг.2 - конструкция вибрационной системы магнитометра.

Регулируемый источник 1 постоянного тока соединен с катушками 2, создающими магнитное поле, компенсирующее постоянное магнитное поле помех, в том числе поле Земли, ось катушки расположена в плоскости чертежа (на фиг.1 не показаны две другие пары таких же катушек, создающих компенсирующее магнитное поле в других двух направлениях, взаимно перпендикулярных оси катушек 2, также питаемые от регулируемых источников постоянного тока). Выход генератора 3 переменного напряжения соединен с подвижными 4 и неподвижными 5 пластинами через сумматор. Выводы измерительной катушки б соединены гибкими проводниками с входом усилителя 7, выходное напряжение которого подается на вход индикатора 8, градуированного в единицах магнитного момента.

Измерительная катушка 6 и подвижные пластины 4 жестко скреплены с серединой неферромагнитного упругого элемента 9, защемленного концами в опорах 10. Неподвижные пластины 5, а также испытуемый ферромагнитный образец 11 жестко скреплены с основанием вибрирующей системы 12, в которую входят все элементы, показанные на фиг.1. Пара катушек 13, создающая намагничивающе-размагничивающее поле, питается от регулируемого источника 14 поля. Выход источника 15 постоянного напряжения соединен с входом сумматора 16, который может быть выполнен в виде МОНТАЖНОГО ИЛИ.

Магнитометр работает следующим образом.

Перед началом определения магнитного момента или индукции (намагниченности) и напряженности поля в точках петли гистерезиса образцов магнитомягких материалов включают компенсирующее поле.

Включают генератор 3 переменного напряжения и источник 15 постоянного напряжения.

Под действием этих напряжений подвижные 4 и неподвижные 5 пластины притягиваются или отталкиваются с силой

F KS() (U0 + Um sin CDlf

dl d§

KS ( -3 - -L) (uS + 2U0Um sin 0) t -f Um sin2 0) t) , СП d2

где F - сила электрического взаимодействия;

Um - амплитуда переменного напряжения;

S - площадь пластин 4 и 5;

di - большее расстояние между соседними пластинами разных секций;

d2 - меньшее расстояние; (а - частота колебаний;

К- коэффициент пропорциональности;

Do величина постоянного напряжения.

При этом появляется составляющая силы, пропорциональная 2U0Umsin cat. Амплитуда колебаний на основной частоте пропорциональна 2UoUm, а амплитуда колебаний на четных гармониках переменного напряжения пропорциональна Um , причем отношение амплитуд колебаний пропорци- 2U0

0

5

0

5

онально

Un

ние

Устанавливая 2U0 Um, представляется возможность увеличивать амплитуду колебаний на основной частоте по сравнению с амплитудой колебаний на четных гармониках, а следовательно, увеличивать отношение сигнал/шум.

В предлагаемом магнитометре отноше1- 2. Учитывая также, что упругая

Um

0

0

5

система обладает свойствами механического резонанса и нелинейна как на начальном участке характеристики, так и в области насыщения, резко возрастает амплитуда колебаний вибропроводз на основной частоте, подавляются паразитные колебания, вызванные четными гармониками переменного напряжения, что приводит к резкому 5 увеличению ЭДС, наведенной в измерительной катушке, жестко связанной с упругой системой, на основной частоте, уменьшению паразитных ЭДС, а следовательно, повышению чувствительности магнитометра по сравнению с известным, вибросистема которого работает в нелинейной начальной области.

Формула изобретения Вибрационный магнитометр, содержащий намагничивающую и компенсационную системы в виде последовательно соединенного источника тока и катушек каждая, последовательно соединенные измерительную катушку, усилитель и индикатор, а также генератор переменного

напряжения и вибропривод, выполненный в виде изолированных подвижной и неподвижной секций немагнитных проводящих перекрывающихся пластин и механически соединенный с измерительной катушкой и упругим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен источником постоянного напряжения и сумматором, причем выход генератора переменного напряжения сое2

динен с первым входом сумматора, выходы которого соединены с секциями вибропривода, а второй вход сумматора подключен к выходу источника прстоянного напряжения, величина которого выбирается из соотношения

2U0 Um,

где Do - величина постоянного напряжения; Um - амплитуда выходного сигнала генератора переменного напряжения.

8

НИ

и

11

13

Фиг.1