Цифровой автоматический коэрцитиметр Советский патент 1992 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к цифровым автоматическим коэрцитиметрам и может быть использовано для измерения коэрцитивной силы изделий из ферромагнитных материалов в разомкнутой магнитной цепи.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг.1 приведена функциональная схема коэрцитиметра; на фиг.2 - временная диаграмма изменения тока.

Цифровой автоматический коэрцитиметр состоит из катушки Гельмгольца 1, к входу которой подключен первый выход генератора 2 линейного тока, последо ательно соединенных блока 3 управления, генератора 2 линейного тока, порогового блока 4, элемента И 5, счетчика б импульсов и цифрового индикатора 7. Первый вход элемента И 5 соединен с выходом триггера 8, вход которого подключен к выходу феррозонда 9 и входу пикового детектора 10. Выход последнего через дифференцирующую цепь 11 соединен с входом 3 блока управления, а выход генератора 12 тактовых импульсов через делитель 13 импульсов подключен к третьему входу элемента И 5. В устройство введено испытуемое изделие 14.

Коэрцитиметр работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на коэрцитиметр и установке изделия 14 с помощью штока (не показан) в катушку Гельмгольца 1 блок 3 управления включает генератор 2 линейного тока и в обмотку подается ток, возрастающий по линейному закону (промежуток О - а на фиг.2а). При возрастании тока происходит намагничивание изделия 14, что соответствует увеличению сигнала на выходе феррозонда 9. При достижении насыщения изделия 14, что соответствует току 1н1 (точка а на фиг.2а), сигнал феррозонда 9 достигает максимального значения и через пиковый детек:тор 10 и дифференцирующую цепь 11 поступает на блок 3 управления, который воздействует на генератор 2 линейного тока. По этой команде ток уменьшается до нуля (точка б на фиг.2а} и в момент перехода тока через нуль происходит изменение его полярности. В катушку 1 подается ток обратной полярности, который размагничивает изделие 14. Одновременно с генератора 2 линейного тока подается сигнал на пороговый блок 4, который открывает элемент И 5 при наличии разрешающего сигнала с триггера 8, и импульсы, вырабатываемые генератором 12 тактовых импульсов, через делитель 13 импульсов поступают на счетчик 6 импульсов.

По мере роста тока происходит размагничивание изделия, и в момент равенства магнитного поля, наведенного в катушку 1, коэрцитивной силе Hci изделия 14, что соответствует значению тока IHCI (точка в на фИ| .2а), сигнал на выходе феррозонда 9 уменьшается до нуляи происходит опрокидывание триггера 8. Закрывается элемент И 5 и прекращается, поступление импульсов с генератора 12 тактовых импульсов через делитель 13 импульсов, которы(Г уменьшает количество импульсов, выработанных генератором 12, вдвое, на счетчик 6 импульсов, при этом устанавливается количество импульсов, пропорциональное значению коэрцитивной силы Hci/2. Ток в катушке 1 продолжает изменяться по линейному закону до - 1н2 (точка г на фиг.2а), при этом

0 происходит перемагничивание изделия 14 и в точке г на фиг.2а изделие намагничивается до насыщения, что соответствует увеличению выходного сигнала с феррозонда 9 до максимума. Под действием этого сигнала

5 через пиковый детектор 10 и дифференцирующую цепь 11 блок 3 управления воздействует на генератор 2 линейного тока. По этой команде ток снова уменьшается до нуля (точка д на фиг.2а), и в момент перехода

0 тока через нуль блок 3 управления изменяет направление тока генератора 2 линейного тока на обратное, одновременно через пороговый блок 4 и элемент И 5 на счетчик 6 импульсов поступают импульсы с генератора 12 тактовых импульсов через делитель 13 импульсов. По мере роста тока в катушке 1 снова происходит размагничивание изделия 14 и в момент равенства магнитного поля катушки 1 коэрцитивной силе Нс2 изделия 14, что соответствует значению тока в. катушке 11нс2 ( е на фиг.2а), на выходе феррозонда 9 появляется нуль, вызывая опрокидывание триггера 8. Закрывается элемент И 5 и прекращается поступление

5 импульсов с генератора 12 тактовых импульсов на счетчик 6 импульсов, при этом к количеству импульсов, зарегистрированных счетчиком при первом отсчете, пропорциональному Hci/2 добавляется количество

0 импульсов, пропорциональное значениЮНс2/2, и на цифровом индикаторе 7 появляется значение, соответствующее коэрцитивной силе измеряемого изделия 14,

5

Таким образом, изменение коэрцитивной силы изделия при двух направлениях размагничива1бщего тока позволяет повысить точность измерения за счет автоматической компенсации влийния внешних посторонних магнитных полей.

На фиг.2а представлена диаграмма изменения тока генератора .линейного тока (графики на фиг.2а) для изделия, коэрцитивная сила которого в два раза меньше коэрцитивной силы изделия, измеренного ранее (график 1 на фйг.2а).

Намагничивание этого изделия до насыщения происходит при меньшем токе (точка а на фиг.2а), а затем происходит уменьшение тока до нуля (точка б на фиг.2а) и изменение полярности. В точке в происходит первое измерение коэрцитивной силы, а а точке е - второе, и на цифровом индикаторе появляется измеренная величина коэрцитивной силы. Таким образом, время измерения коэрцитивной силы во втором случае лрактически а два раза меньше по сравнению с первым случаем: ti/tz с 2 (фиг.2а), где tt - время измерения большей коэрцитивной силы, t2 - время измерения меньшей коэрцитивной силы, т.е. при управлении проце9сом намагничивания и пе ремагничивания изделия в зависимости от величины коэрцитивной, силы изделия, а следовательно, и величины максимального поля насыщения увеличивается производительность контроля.

На фиг.2б представлено измерение коэрцитивных сил в точке в и е, а также в точках а и е соответственно, отличающихся тоже в два раза, при фиксированном изменении тока намагничивания и размагничивания изделий. Из диаграммы видно, что время измерения коэрцитивной силы изделия в точках в и е на фиг.2б практически равно времени измерения коэрцитивной силы изделия в точках в и е на фиг.2б, которые отличаются друг от друга в два раза, т.е. в этом случае практически отсутствует выигрыш во времени и повышении производи0тельности измерения.

Формул а измерения Цифровой автоматический коэрцитиметр, содержащий последовательно соединенные блок управления, генератор линейного тока, катушку Гельмгольца, последовательно соединенные феррозонд, триггер, элемент И, счетчик импульсов и цифровой индикатор, а также генератор та ктовых импульсов и пороговый блок, при этом второй выход генератора линейного тока через пороговый блок соединен с вторым входом элемента И, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности,

в него дополнительно введены делитель импульсов, пиковый детектор,и дифференцирующая цепь, причем выход генератора тактовый импульсов через делитель 1шпульсов соединен с третьим входом элемента И,

а выход феррозонда через последовательно соединенные пиковый детектор и дифференцирующую цепь подключен к входу блока управления.

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения коэрцитивной силы изделий из ферромагнитных материалов в разомкнутой магнитной цепи. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается введением в устройство делителя 13 импульсов, пикового детектора 10, дифференцирующей цепи:11. Устройство содержит также катушку Гёльмгольца 1, генератор 2 линейного тока, блок 3 управления, пороговый блок 4, элемент И 5, счетчик 6 импульсов, цифровой индикатор 7, триггер 8, феррозонд 9 и генератор 12 тактовых импульсов. 2 ил.>&ь«•Чв^Ик>& юCJ•ч