ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Советский патент 1973 года по МПК G01R33/12 G01N27/72 

1

Изобретение предназначено для измерения осциллографическим методом магнитных характеристик образцов малого сечения, изготовленных из магнитотвердых (или иных) материалов.

В известных датчиках намагничивающее поле с напряженностью более 1000 э создается в зазоре магнитопровода из ферромагнитного материала. Для выделения напряжения, пропорционального намагниченности исследуемого образца, он вводится в отверстие измерительной катушки датчика, устанавливаемого в зазоре. Рядом с измерительной катушкой в корпусе датчика раснолагается идентичная ей компенсационная катушка. Измерительная цепь канала намагниченности состоит из последовательно и встречно включенных измерительной и компенсационной об.моток и интегрируюш;его усилителя. При этом предполагается, что напряжения, индуктируемые в обмотках намагничивающим переменным нолем, равны и взаимно компенсируются. Однако иа практике в зависимости от напряженности намагничивающего поля амплитуда напряжения некомпенсации может составлять от единиц до десятков милливольт. При малых размерах исследуемых образцов напряжение некомпенсации оказывается соизмеримым с полезным сигналом, что вносит недопустимую погрешность в результаты измерения. Причина появления напряжения некомпенсацин состоит в различии параметров магнитной цепи для потоков, иронизывающих обе катушки. Вследствие нелинейности кривой намагничивания .материала магнитопровода напряжение обмоток имеет различный спектральный состав. Условия кодмпенсации для основной и высших гармоник не совпадают, что и приводит к появлению напряжения некомпенсации. Компенсацця высших гармонических составляющих путем подмешивания стороннего напряжения требует наладочных работ при малейн1ем пзменении намагничивающего поля, ч го существенно затрудняет процесс измерений. Цель изобретения - снижение напряжения некомпенсации. Эта цель достигается тем, что магнитный иоток, проннзывающий из epиIeльную и комненсационную обмотки, проходит через одни и те же участки магннтопровода. На фиг. 1 показан предлагаемый датчик; на фиг. 2 - электрическая схе.ма датчика; на фиг. 3 - размещение датчика в рабочем зазоре намагничивающего устройства.

Датчик (см. фиг. 1) содержит каркас /, выполненный из изоляционного материала. Размеры и конфигурация каркаса определяются размерами рабочего зазора, а также размерами и формой исследуемых образцов. На каркас наматываются измерительная 2 и компенсационная 5 обмотки. Геометрические оси обмоток должны совпадать. Число витков в обмотках должно удовлетворять неравенству: ,(1) где Sji и Si; - сумма илощадей витков измерительной и компенсационной обмоток. Исследуемый образец помещается в отверстие 4. Измерительная 2 и компенсационная 3 обмотки включаются (см. фиг. 2) 1последовательно и встречно. Причем, с компенсационной обмотки снимается часть наиряжения при помощи делителя из безиндукти-вных сопротивлений 5 и 6. На фиг. 3 показано размещение датчика 7 в рабочем зазоре намагничивающего устройства 8 таким образом, чтобы геометрическая ось обмоток совпадала с направлением силовых линий поля. Настройка датчика заключается в подборе сопротивлений делителя по минимуму напряжения некомпенсации и осуществляется при отсутствии исследуемого образца. При этом коэффициент деления оказывается равным: а .(2) RI + I., wA Коэффициент деления а может быть измерен известными методами с высокой точностью и остается ностоянным для каждого датчика. При введении -в отверстие датчика исследуемого образца на его выходе имеет место напряжение .полезного сигнала: и 4,44 fqw(1 - Ко.) где е, и к - напряжения, индуктируемые в измерительной и компенсационной об.мотках; / - частота перемагиичивания образца;q - площадь сечения образца; К. отношение числа витков компенсационной и измерительной обмоток;у - намагниченность образца. Полезный сигнал, пропорциональный производной намагниченности материала исследуемого образца, подается на вход интегрирующего усилителя осциллографической установки, предназначенной для исследования параметров петли гистерезиса. Из сопоставления уравнений 2 и 5 вытекает, что по сравнению с обычным датчиком, содержащим две самостоятельные катущки, полезный сигнал ослабляется на величину: К. . HeKOTOpoe ослабление полезного сигнала в предлагаемом датчике сочетается с у.меньщением нескомпенсированного напряжения по крайней мере в 80-100 раз. Более точная компенсация достигается за счет того, что через окно изме|рительной и компенсационной обмоток проходит практически один и тот же поток намагничивающего шоля. Снижение величины нескомпенсированного напряжения от намагничивающего поля позволяет наблюдать и оценивать параметры петли гистерезиса материала образцов весьма малого (до 0,0001 мм ) сечения в намагничивающем поле больщой напряженности, создаваемой в рабочем зазоре ферромагнитного (или иного) магнитопровода. Предмет изобретения Датчик для измерения магнитных характеристик миКрообразцов, содержащий измерительную и компенсационную обмотки и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьщения напряжения некомпенсации, индуктируемого намагничивающим переменным полем, коМпенсационная обмотка намотана поверх измерительной и включена встречно через делитель напряжения, причем геометрические оси измерительной и компенсационной обмоток совпадают.

fuS 1

if ffbJX,

(Puz.2