Устройство для контроля пакетов пластин Советский патент 1991 года по МПК G01R33/12 

VI

о го со ю VI

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля магнитных свойств и качества изготовления пакетов пластин из магни- томягкого материала, например пакетов, используемых при изготовлении магнито- проводов магнитных головок.

Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей за счет определения толщины зазоров между пластинами.

На фиг.1 представлена блок-схема , предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема замещения магнитной цепи, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит первый магнито- провод 1 с намагничивающей 2 и первой измерительной 3 обмотками и второй маг- нитопровод 4 с второй измерительной обмоткой 5, замыкающие контролируемый пакет 6 пластин, источник 7 переменного тока, токосъемный резистор 8, первый 9, второй 10 и третий 11 выпрямители, сумматор 12, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 блоки вычитания, первый 17 и второй 18 масштабирующие блоки, измери- тель 19 потока, первый 20 и второй 21 измерители магнитодвижущей силы (МДС), при этом к выходам источника 7 подключены последовательно соединенные обмотка 2 и резистор 8, вывод которого через выпрями- тель 10 подключен к входам блоков 14 и 15. Обмотка 3через первый выпрямитель 9 подключена к первым входам сумматора 12 блока 13 и через первый канал блока 17 к второму входу блока 15. Вторая измери- тельная обмотка 5 через третий выпрямитель 11 подключена к второму входу блока 13. выход которого соединен с измерителем 19, и к второму входу сумматора 12, выход которого через второй канал блока 17 под- ключей к второму входу блока 14, выход которого подключен к входу измерителя 20 МДС и через масштабирующий блок 18 к второму входу блока 16, первый вход которого соединен с выходом блока 15, а выход подключен к второму измерителю 2 МДС. Устройство работает следующим образом.

Переменный ток с амплитудой I с выхода источника 7 протекает по намагничиваю- щей обмотке 2 и создает магнитодвижущую силу (МДС) FH I W, где W - число витков обмотки 2, которая индуцирует в первом магнитопроводе 1 магнитный поток с амплитудой Фь разветвляющийся на потоки Ф0 в контролируемом пакете 6 и Ф2 во втором магнитопроводе 4. При этом уровень постоянного напряжения Ui на выходе выпрямителя 10 пропорционален МДС FH, a

именно Ui Ki FH, где.Ki - коэффициент пропорциональности, уровень напряжения Us на выходе выпрямителя 9 пропорционален амплитуде магнитного потока Фч в магнитопроводе 1 (U2 К.2 Ф1, где «2 - коэффициент пропорциональности), а уровень постоянного напряжения 11з на выходе выпрямителя 11 пропорционален амплитуде магнитного потока Фа в магнитопроводе 4 (Уз Кг Фа). При этом одинаковый коэффициент пропорциональности «2 для напряжений U2 и 1)з обеспечивается идентичностью выпрямителей 9 и 11 и одинаковым числом витков обмоток 3 и 5.

На выходе сумматора 21 реализуется постоянный уровень LM К.2 (Ф| + Фа), а на выходе блока 13 - постоянный уровень 1)з «2 (Ф1 - Ф) и с учетом того, что Фт - Фа Фо, измеритель 19 фиксирует величину, пропорциональную потоку Фо, ответвляющемуся в контролируемый пакет 6.

Первый масштабирующий блок 17, имеющий одинаковые коэффициенты передачи КМ1 по обоим каналам, служит для формирования сигналов, пропорциональных падению магнитодвижущих сил соответственно FM1 на магнитопроводе 1 и FM2 на магнитопроводе 4, и коэффициент передачи КМ1 установлен для конкретных размеров магнитопроводов 1 и 2 в соответствии с отношением

- -Ј

RM

0)

где RM - магнитное сопротивление магнито- провода 1, равное магнитному сопротивлению магнитопровода 4, что обеспечивается изготовлением магнитопроводов разрезанием одного кольца по диаметру.

Установка коэффициента передачи блока 17 может быть выполнена, например, следующим образом В отсутствие контролируемого пакета б магнитопроводы 1 и 2 образуют замкнутую магнитную цепь для которой справедливо, соотношение FH Ф1 -2RM. Напряжение UV КМ1 IU KM1 К2 (Фт + Фа) с выхода второго канала блока 17 поступает на второй вход блока 14, на первый вход которого поступает напряжение Ui Ki FH с выхода выпрямителя 10 Изменением коэффициента передачи КМ1 добиваются равенства нулю показаний измерителя 20 МДС, что соответствует условию LH LU или с учетом того, что в отсутствие пакета 6 Ф - Фа, условию Км г «2 2 Ф1 Ki 2Ф| RM. При этом обеспечивается выполнение соотношения (1).

Таким образом при последующей работе устройства обеспечивается выполнение соотношений

lU1 К1(Ф1 + Фг) RM U2 Ki Oi RM,

где U2 - напряжение на выходе первого канала блока 17. С учетом соотношений (2) и(3)для постоянного уровня напряжения Us на выходе третьего вычитающего блока 15 справедливо соотношение

Us Ki(FH- Ф1 RM),(4)

а для постоянного уровня напряжения Ue на выходе блока 14 справедливо соотношение U6 RM (Ф1 + ФО. (5)

Из схемы замещения магнитной цепи на фиг.2,

где RO - среднее магнитное сопротивление отдельной пластины пакета 6; Ф0| - магнитный поток, ответвляющийся в i-ю пластину пакета через R - магнитное сопротивление зазоров между соседними пластинами; FI - магнитодвижущая сила, приложенная к 1-й пластине пакета б,

видно, что МДС FI, приложенная к первой пластине, определяется выражением FI FH - Ф| RM. МДС Fn, приложенная к п-й (последней) пластине пакета 6 в силу параллельного соединения этой пластины с маг- нитопроводом 4, определяется выражением Fn Ф2 RM, а разность ДР Fi-Fn, которая равна падению МДС на (п-1)-ом последовательно соединенном сопротивлении зазоров, определяется выражением Д F FH-RM№ + Ф2) и с учетом (4) напряжение U5 пропорционально МДС, приложенной к первой пластине пакета 6

U5 Кг FI.(6)

а напряжение Ue с учетом (5) пропорционально падению МДС на сопротивлениях зазоров

Ue Ki -ДР.(7)

Поток Ф0 в 1-й пластине пакета 6 связан с магнитным сопротивлением R0 пластины и приложенной к ней МДС FI выражением FI RO Фо1 . суммирование по индексу i обеих частей которого дает

I ФЫ Ro Z FI .(8)

ii 1

Значения слагаемых суммы i, а

именно FI и Fn - известны по результатам измерений (см.выше), а закон измерения FI в диапазоне (Fi и Fn) может быть вычислен по известному числу пластин с необходимой точностью. В простейшем случае может быть задано линейное изменение FI (которое с достаточной точностью реализуется при малой величине ответвляющегося в пакет

б потока Ф0), а именно R Fi-- I (где п - число пластин в пакете 6), которое при

подстановке в (8) с учетом того, что Ј, Фы Фо дает

Фо Ro п Fi - - 5 i n (Fi - К A F).

(9) Коэффициент передачи блока 18 уста10 навливают равным К (9) и в результате напряжение на выходе блока 16, а значит, и показания измерителя 21 МДС пропорциональны с учетом (6),(7)и(9) величине среднего магнитного сопротивления пластины

15 пакета 6 при заданной по условиям контроля величине Ф0.

При этом результат измерения не зависит от величины зазоров между пластинами пакета б, поскольку за счет определения

20 величины Д F и учета ее учитывается распределение МДС по пластинам пакета. Процесс измерений заключается в установке коэффициента передачи масштабирующего блока 18 равным рассчитанному для известного

25 числа пластин в пакете значению К и последующей фиксации показаний первого измерителя 20, пропорциональных суммарному сопротивлению зазоров, и показаний второго измерителя 21, пропорциональных сред30 нему магнитному сопротивлению пластин

Ro.

Возможность раздельной оценки магнитных свойств пластин и суммарной толщины зазоров между ними позволяет

35 эффективно воздействовать на процессы изготовления пакетов пластин. Так при низком уровне магнитных свойств пластин за счет, как правило, механических напряжений, созданных в процесс склеивания и

40 шлифовки, могут быть приняты меры по снижению пластичности пластин при малой толщине зазоров, увеличивающей вероятность возникновения замыканий между ними. При увеличении вихретоковых потерь

45 могут быть приняты меры по увеличению толщины зазоров и т.д.

Таким образом, повышение информативности контроля в процессе изготовления позволяет существенно повысить качество

50 и надежность изделий.

Формула изобретения Устройство для контроля пакетов пластин, содержащее первый магнитопровод с первой измерительной и намагничивающей

55 обмотками, второй магнитопровод, вторую измерительную обмотку, источник переменного тока, первый выход которого подключен к первому выводу намагничивающей обмотки, второй вывод которой подключен к первому выводу токосъемного резистора,

второй вывод которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, первый выпрямитель, входы которого подключены к выводам первой измерительной обмотки, измеритель потока, два блока вы- читания и первый измеритель магнитодвижущей силы, вход которого подключен к выходу первого блока вычитания, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет оп- ределения толщины зазоров между пластинами, оно снабжено вторым и третьим выпрямителями, сумматором, третьим и четвертым блоками вычитания, двумя масштабирующими блоками и вторым измери- телем магнитодвижущей силы, при этом первый вывод токосъемного резистора соединен с входом второго выпрямителя, выход первого выпрямителя соединен с первыми входами сумматора, первого блока

вычитания и первого масштабирующего блока, второй вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания и выходом третьего выпрямителя, входы которого подключены к выводам второй измерительной обмотки, выходы первого масштабирующего блока соединены с первыми входами второго и третьего блоков вычитания, вторые входы которых соединены с выходом второго выпрямителя, причем вход первого измерителя магнитодвижущей силы соединен с выходом второго блока вычитания и входом второго масштабирующего блока, выход которого соединен с первым входом четвертого блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом третьего блока вычитания, а вход второго измерителя магнитодвижущей силы соединен с выходом четвертого блока вычитания,

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля магнитных свойств и качества изготовления пакетов пластин из магнитомяг- кого материала, например пакетов, используемых при изготовлении магнито- проводов магнитных головок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения толщины зазоров между пластинами. Устройство содержитмагнитопровод 1 с намагничивающей 2 и измерительной 3 обмотками и магнитопровод 4 с второй измерительной обмоткой 5, замыкающие контролируемый пакет 6 пластин, источник 7 переменного тока, токосъемный резистор 8 и ряд электронных блоков. Измеритель 19 потока фиксирует поток Фо в пакете 6. Показания измерителя 21 магнитодвижущей силы (МДС) пропорциональны величине среднего магнитного сопротивления пластины пакета 6 при заданной величине потока Фо. При этом результат не зависит от величины зазоров между пластинами пакета 6, так как распределение МДС по пластинам пакета 6 учитывается автоматически. Показания же измерителя 20 МДС пропорциональны суммарному сопротивлению зазоров. Возможность раздельной оценки магнитных свойств пластин и суммарной толщины зазоров между ними позволяет эффективно воздействовать на процессы изготовления пакетов пластин.2 ил. СП

&

/г,

О

/V/.

Цр

I/,

U

R: