Устройство для намагничивания Советский патент 1976 года по МПК G01R33/00 

1

Изобретение относится к области техники магнитных измерений и предназначено для автоматического определения статических магнитных характеристик образцов при коммутационном режиме перемагничивания.

Известны устройства для определения статических магнитпых параметров ферромагнитных материалов, использующие коммутационный режим намагничивания, ручной или полуавтоматической.

Известное устройство с полуавтоматическим режимом намагничивания содержит намагничивающую обмотку, две системы формирования импульсов намагничивающего тока, каждая из которых содержит последовательно включенные источник питания, регулируемый усилитель мощности, реверсивный коммутатор.

Недостатком известных устройств является низкая производительность при исследовании характеристик образцов.

Цель изобретения - автоматизация подготовки и проведения измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено запоминающим блоком и сумматором, выход запоминающего блока соединен с входом первой системы формирования импульсов намагничивающего тока и с двумя входами сумматора, выход сумматора соединен с входом второй системы фор мирования импульсов намагничивающего тока, блоком автоматического управления, выход которого соединен с входом запоминающего блока и с входами реверсивного коммутатора в каждой системе формирования импульсов намагничивающего тока, и в каждой системе формирования импульсов намагничивающего тока - блоко.м автоматического выбора диапазонов, преобразователем тока, цифро-аналоговым преобразователем и дифференциальным усилителем, выходы блока автоматического выбора диапазонов и цифро-аналогового преобразователя соединены с входами соответствующей системы формирования импульсов намагничивающего тока, выход блока автоматического выбора диапазонов соединен с входом преобразователя тока и с входом реверсивного коммутатора, выход цифроаналогового преобразователя соединен с одним входом дифференциального усилителя, другой вход которого соединен с первым выходом преобразователя тока, выход дифференциального усилителя соединен с входом усилителя мощности, второй выход преобразователя тока соединен с источпико.м питания..

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства автоматического намагничивания; на фиг. 2 - временные диаграммы токов намагничивания.

Устройство автоматического намагничивания состоит из двух идентичных систем I, II формирования импульсов намагничивающего тока. Первая система формирования включает в себя источник намагничивающего тока- выпрямитель 1, усилитель 2 мощности импульсного сигнала, выход которого соединен с одним входом реверсивного коммутатора 3. Выход реверсивного коммутатора 3 соединен с токовым входом преобразователя 4 тока. Потенциальный выход преобразователя тока соединен с первым входом дифференциального усилителя 5, выход которого соединен с входом усилителя 2 мощности. Второй вход дифференциального усилителя 5 соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя 6, вход которого соединен с выходом запоминающего блока 7. Вход запоминающего блока 7 соединен с блоком 8 автоматического управления. Выходы запоминающего блока 7 соединены также с входом блока 9 автоматического выбора диапазона и с входом сумматора 10. Выход блока 9 авто.матического выбора диапазона соединен с входами коммутатора 3 и преобразователя 4 тока. Вторая система формирования импульсов тока, аналогичная первой, состоит из блока 11 автоматического выбора диапазопов, цифроаналогового преобразователя 12, дифферепциальпого усилителя 13, усилителя 14 мощности, реверсивного коммутатора 15, выпрямителя 16, преобразователя 17 тока. Четыре выхода реверсивных коммутаторов 3 п 15 образуют вершппы моста, в диагонали которых включена нагрузка 18 (намагничивающая обмотка испытуемого образца или группы образцов). Перед началом испытаний в блок 8 автоматического управления вводится программа изменения значений намагничивающих токов /макс. /1, /2 (фиг. 2), где /i - ТОК В системе I, /2 - ток в системе П, /лаке /1 + /2 - суммарный ТОК на весь цикл испытаний группы исследуемых образцов, намагничивающие обмотки которых соединены последовательно, так что образцы намагничиваются одновременно. С блока 8 автоматического управления сигналы управления с информа|Цией о токах /макс и /i потунают в запоминающий блок 7 и запоминаются в нем в виде цифрового кода. По команде с блока автоматического управления 8 кодированное значение тока с блока 7 поступает па вход цифро-аналогового преобразователя 6 и блок 9 выбора дпапазонов тока, а па вход сумматора Ш поступают кодированные значения токов /1 и /макс, в сумматоре 10 эти коды вычитаются и с его выхода на вход цифро-аналоIOBoro преобразователя 12 и блока 11 Bi i6opa диапазопов тока поступает кодированное значеппе тока Ь IMUHC- Ii. Аналоговые сигналы на вы.ходах цифроаналоговых преобразователей 6 п 12 управляют соответственпо работой дифференцпалып 1.х усилителей 5 и 13, сигнал на выходах которых управляют соответственно усилителями мощности 2 и 14, формирующих намагничивающие токн /1 и /2 соответствеппо. Токи /i и /2 поступают соответствеппо па реверсивные коммутаторы 3 и 15. Токи /i, /2 проходят через нагрузку 18 (памагничивающпе обмотки исследуемых образцов), включенную в общую диагональ мостовых схем 3, 5, питаемых от независимых источников 1, 16. За счет включения и выключения тириеторов в плечах мостовых схем 3 и 15 осуществляется коммутация токов / и /2 соответствеппо и устанавливаются их длительность и величина пауз. Включением и выключе1П ем этих групп тиристоров уи 5авляет сиециальпое устройство упра15ле1П1я тиристорами (пе показано). Токп /1 и /2, пройдя через нагрузку 18, попадают соответствеино па преобразователи TOK(jB 4 п 17 и замыкаются каждый на свой источник-выпрямпте;1И 1 и 16. .мы автоматическо.го выбора диаиазопов 9 и 11 выбирают в преобразователях тока образцовые сопротивления, соответств чоп 1,пе уровпя.м токов /1 п /2 соответственно. Падение иапряжепия па этих эталонпых сопротив.леипях от прохождения ио пим токов /i и /2 образуют сигпалы обратпой связи, подаваемые е преобразователей 4 и 17 па усилители 5 и 13 соответственно. Токи /1 и /2, проходящие через общую диагональ мостовых схем 3, 15, в которую включена нагрузка 18, складываются иа нагрузке. Наличие двух отдельпых систем формирования памагпичивающего импульсного тока, имеющих общую пагрузку, вызвано темп требованиями, которые предъявляются к характеру измепеиия памагиичиваюо1,его тока в процессе испытания образцов из ферромагнитного материала. Изменение намагничивающего тока показано па фиг. 2. Как видпо, в течение всего цикла измерен 1я точек петли .гистерезиса материала образца в нервом квадрате су.мма памагничиваюп1их токов /. п /2 L4icTeM формирования токов I и II сохраняет постоянное значепие /i + /2 /макс, я змачеиие токов /i, /2 меняется но определеи 1ому закону, определяедмому npoipa.MMoii, заложе.чно перед началом испытаний в блок 8 уиравлеппя, и требуемым характером испытаний. Согласно этому закону включение токов /1 и /2 в тиристорных мостовых схемах реверсивнЕях коммутаторов 3, 15 происходит одповре.меппо в момепт /i, а д.чительпость их различна: для тока /1 - () для тока /2 - (/3---/i). Ма.магничивается группа образцов одновременно, а измерение потока в испытуе.мых образцах происходит поочередно. В процессе иамагпичивания образцов используется измеритель иотока, иаиример флкжсметр, ои включается за время , а выключается за время - iz (добавление к уетройству измерите.чя потока и уетройетва регистрации нревран1,ает его в законченную измерительиую систему). При снятии основной кривой намагпичивапия пспользуется одна из систем (I или И).

5

Формула изобретения

Устройство для намагничивания образцов ферромагнптных материалов, содержащее намагничивающую обмотку и две системы формирования импульсов намагничивающего тока, каждая из которых содержит последовательно включенные источник питания, регулируемый усилитель мощности, реверсивный :коммутатор, отличающееся тем, что, с целью автоматизации процесса намагничивания, оно снабжено запоминающим блоком и сумматором, выход запоминающего блока .соединен с входом первой системы формирования импульсов намагничивающего тока и с двумя входами сумматора, выход сумматора соединен с входом второй системы формирования импульсов намагничивающего тока, блоком автоматического управления, выход которого соединен с входом запоминающего блока и с входами реверсивного коммутато6

ра в каждой системе формирования импульсов намагничивающего тока, и в каждой из систем формирования импульсов намагничивающего тока - блоком автоматического выбора диапазонов, преобразователем тока, цифро-аналоговым преобразователем и дифференциальным усилителем, выходы блока автоматического выбора диапазонов и цифроаналогового преобразователя соединены с

входами соответствующей системы формирования импульсов намагничивающего тока, выход блока автоматического выбора диапазонов соединен с входом преобразователя тока и с входом реверсивного коммутатора, выход

цифро-аналогового преобразователя соединен с одним входом дифференциального усилителя, другой вход которого соединен с первым выходом преобразователя тока, выход дифференциального усилителя соединен с входом

усилителя мощности, второй выход преобразователя тока соединен с источником питания

7 ,-)

JUl

-1

i

j i

,.

I i

™jI

1J..

I„.

tzj- 1

r-H

,7.J

, 1

i образец

ty -тr-- 1

/, I

I L..K --/

1

llj ubpajet4

Образец

/

.