АВТОМАТИЧЕСКОЕ НАМАГКИЧИВАЮЩЕ- РАЗМАГНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G01N27/72 

1

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для намагничивания и размагничивания образцов ферромагнитных материалов, получения основной кривой намагничивания нетель гнетерезиса и кривых возврата любых ферромагнитных материалов, в том числе и на основе соединений кобальта с редкоземельными металлами.

В известных автоматических намагничивающих устройствах оптимальная форма намагничивающего тока достигается ручной регулировкой частоты задающих генераторов и амплитуды тока на выходах преобразователей «код-аналог, занимающей значительное время и требующей от оператора определенных навыков. Кроме того, размагничивание образцов проводится по кривой возврата, начинающейся в точке, которую оператор «ловит, глядя на регистратор петли гистерезиса, что создает дополнительные трудности, особенно при размагничивании образцов ферромагнитных материалов с прямоугольной петлей гистерезиса. При таком размагничивании степень размагничивания составляет 10-30%; значительный объем элементов снижает надежность и ремонтоспособность устройства.

Предлагаемое устройство для автоматического размагничивания с высокой степенью образцов ферромагнитных материалов, новышения .надежности и ремонтоспособности снабжено семиразрядным двоичным счетчиком, один вход которого через переключатель соединен с входом усилителя, а другой вход - с одним выходом регистра и вторым преобразователем «код - аналог, вход которого через переключатель-набиратель связан с одним выходом семиразрядного двоичного счетчика непосредственно, а с другим его выходом - через другой переключатель, а выход через согласующий усилитель, первый преобразователь «код-аналог и третий переключатель подключен к выходному усилителю.

На фиг. 1 изображена схема устройства.

Устройство состоит из многоразрядного двоичного реверсивного счетчика /, преобразователя «напряжение-частота 2, усилителя 5, преобразователя «код-аналог 4, электронного переключателя 5, усилителя 6, схем совпадения «И 7 и 8, регистра (триггера) 9, семиразрядного двоичного счетчика 10, переключателя и, преобразователя «код-аналог 12, согласующего усилителя 13, переключателя 14 и переключателя 15.

В начале работы счетчики 1 и 10 сброшены в нуль -. на левых выходах их все нули, на правых - «1, регистр 9 в таком состоянии, когда на левом его выходе сигнал соответстствует «Ь, на правом - «О. В режиме формирования оптимального намагничивающего

тока (см. фиг. 2) переключатель 14 в правом крайнем положении (положении П), реверсивный счетчик режиме «суммирование на выходе усилителя 3 - напряжение

обратно пронорционально (---|}. Счетчик

/ подсчитывает импульсы преобразователя «напряжение-частота 2, код счетчика преобразуется преобразователем «код-аналог 4 в ток, который через электронный переключатель 5 поступает на усилитель 6 - начинает формироваться участок оа кривой намагничивающего тока. На вход усилителя 3 через дифференцирующие цепочки RC поступают сигналы, пропорциональные напряженности магнитного поля Я и магнитной индукции В. На участке оа действие сигнала после дифференцирования, пропорционального эффективнее, магнитная индукция В на этом участке изменяется в большей степени (фиг. 3), чем напряженность поля. При регистрации статической петли гистерезиса перо регистратора стремится двигаться быстрее по оси В на участке оа (фиг. 2 и 3), однако, этого не происходит в связи с тем, что величина напряжения на входе усилителя 3 увеличивается - на выходе преобразователя «напряжение-частота 2 частота уменьшается, счетчик / заполняется медленнее, на выходе усилителя 6 ток возрастает так же медленнее, тем самым компенсируя увеличение скорости изменения индукции В, делая«const.

dt

На участке ав кривой намагничивающего тока (фиг. 2) происходит стабилизация измеdHнения намагничивающего тока за счет

dt

dH

const

допустимого, на этом участке знаdt

чительно больше изменяется напряженность магнитного поля Н, чем магнитная индукция В

(фиг. 2, 3). Сигнал, пропорциональный ,

увеличивается, частота импульсов на выходе преобразователя 2 уменьшается, заполнение счетчика / замедляется, ток на выходе усилителя возрастает медленнее, стабилизируя изменение dH во времени ( const).

При заполнении счетчика / (точка в на кривой намагничивающего тока-фиг. 2) открывается схема «И 7, регистр 9 изменяет свое состояние: на левом его выходе - «О, на правом- «1, счетчик 10 .не изменит свое состояние-счетчик 10 подсчитывает количество появляющихся «1 на левом выходе регистра (триггера) 9. Счетчик / - в состоянии «вычитание, код в счетчике / начинает уменьшаться, ток на выходе преобразователя «код-аналог 5 так же уменьшается, уменьшается и ток на выходе усилителя 6 - формируется

участок всей кривой намагничивающего тока (фиг. 2). На этом участке стабилиз-ируется изменение напряженности магнитного поля Я

dH,

ВО времени л; const.

Когда код в счетчике / становится равным нулю, что соответствует точке с кривой намагничивающего тока (фиг. 2), открывается

схема «И 8, регистр 9 вновь меняет свое состояние - на левом его выходе - «1, на правом - «О. Младший разряд счетчика Ю изменяет свое состояние, электронный переключатель 5 меняет направление тока преобразователя «код - аналог 4 на входе усилителя 6, счетчик / - в режиме «суммирование. Код в счетчике 1 начинает увеличиваться. Ток на выходе преобразователя «код-аналог 4 так. же начинает увеличиваться, на выходе усилителя 6 формируется участок ck кривой намагничивающего-тока (фиг. 2). На уча dB,,, dH

стке ейл; const; на участке ш - -

: const -

dt допустимого

При полном заполнении счетчика / (точка е кривой намагничивающего тока - фиг. 2) открывается схема «И 7, регистр 9 изменит

свое состояние - на левом выходе его - «О, на правом - «1, счетчик / - в режиме «вычитание, код в счетчике / уменьшается, ток на выходе дреобразователя «код-аналог И уменьшается; ток на выходе усилителя 6 гак

же уменьшается - формируется участок ef кривой намагничивающего тока (фиг. 2). На

этом участке я: const. Далее работа схеdt

мы происходит аналогично описанной выше.

Ставя переключатель 14 в крайнее левое положение (положение III), получаем кривые возврата на любом участке петли гистерезиса. Покажем, как формируется намагничивающий ток, например, для получения кривой

.возврата из точки а (фиг. 2, 3). При формировании участка ов кривой намагничивающего тока на левом выходе регистра 9 «I, на правом - «О, счетчик 1 - в режиме «суммирования - код в счетчике / увеличивается

от 00 ...00 до II... II. Ставя переключатель М в положение III, изменяют направление счета счетчика / (счетчик / - в режиме «вычитание). Код в счетчике / уменьщается. Ток на выходе преобразователя «код-аналог 4 убывает, ток на выходе усилителя 6 - убывает, формируется участок а кривой намагничивающего тока (фиг. 2) - на регистраторе фиксируется кривая возврата (фиг. 3). Аналогично формируется намагничивающий ток

для получения кривых возврата из любой точки петли гистерезиса (фиг. 3).

Для размагничивания образцов ферромагнитных материалов необходимо поставить переключатель 15 в положение «размагничивание (на фиг. 1 положение переключателя 15

ПС показано), тем самым подсоединить младший разряд счетчика 10 к остальным (более старшим) разрядам счетчика 10 и отключить входы усилителя 3 от сигналов, пропорцио(1ВdH r :inпальиых и . Двоичный счетчик W

dtdt

выполнен семиразрядным - код в счетчике меняется от «О до127 - двоичный код от «О до 1111111.

Для рассмотрения работы устрой ства в режиме «размагничивание покажем, как работает схема (фиг. 1) при набранном на счетчике 10 числе циклов перемагиичивания, равиом 7. Со счетчика 10 на нереключатель-иабиратель // поступает обратный код. Так как

dB dH

иотсоесигналы, пропорциональные

dt

dt

дииены от входов усилителя 3, то с выхода усилителя 5 поступает фиксированное напряжение на преобразователь «иапряжение - частота 2, с выхода которого импульсы фиксироваииой частоты поступают на счетный вход счетчика /. Напряжение, поступающее на преобразователь «напряжение -- частота 2 может регулироваться вручную путем смещения рабочей точки усилителя, тем самым регулируется и частота импульсов, следующих с преобразователя 2. На выходе усилителя 6 формируется размагничивающий ток треугольной формы, промодулированный по амплитуде по линейноспадающему закону. Период этих колебаний зависит от частоты импульсов с преобразователя «напряжение - частота 2 и может регулироваться вручпую. Так как при

размагничивании образцов ферромагнитных материалов не требуется оптимальной формы тока, то время размагничивания может быть сделано в несколько раз меньше, чем при записи статических петель гистерезиса.

Предмет изобретения

Автоматическое иамагничивающе-размагппчивающее устройство, содержащее двоИчпый реверсивный счетчик, подключенный через преобразователь «напряжение - частота, усилитель и две дифференцирующие цепочки к каналам измерения напряжеипости и индукции исследуемого образца, коммутирующее

устройство, регистр, своими входами через схемы совпадения «И соединенный с выходами двоичного реверсивного счетчика, одни из которых через преобразователь «код-аналог подсоединен к выходному усилителю, переключатели, отличающееся тем, что, с целью автоматического размагничивания образцов с любыми ферромагиитпыми свойствами и повышепия надежности устройства, оно снабжено семиразрядным двоичным счетчиком, один

вход которого через переключатель соединен с входом усилителя, а другой вход - с одним выходом регистра и вторым преобразователем «код - аналог, вход которого через переключатель-набиратель кода связан с одним выходом семиразрядного двоичного счетчика непосредственно, а с другим его выходом - через другой переключатель, а выход через согласующий усилитель, первый преобразователь «код-аналог и второй переключатель

подключен к выходному усилителю.

н

Риг. 1