Устройство для определения магнитных свойств образцов магнитно-мягких материалов Советский патент 1979 года по МПК G01R33/12 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения магнитных свойств ферромагнитных материалов и регистрации с помощью самопишущего прибора периодических быстроменяющихся сигналов, получаемых при перемагничивании образцов таких материалов.

Известны стробоскопические устройства ДЛЯ исследования магнитных свойств образцов ферромагнитных материалов, содержащие источники намагничивающих токов, стробоскопические смесители, интегратор, систему сдвига стробимпульсов 1.

Однако точность измерения таких устройств недостаточна.

Известны также устройства, в которые входит генератор стандартных сигналов, соединенный с входом усилителя мощности, система сдвига стробимпульсов на фазовращателе, регулятор напряжения, соединенный с намагничивающей обмоткой испытуемого образца, последовательно с которой включен резистор, два стробсмесителя, каждый из которых через соответствующие импульсные цифровые вольтметры подключен к цифропечатающим приставкам, причем измерительная обмотка сердечника через

интегратор соединена с входом одного стробоскопического смесителя, намагничивающая обмотка через резистор - с входом другого стробосмесителя 2.

Сигналы, пропорциональные величинам Н - напряженности магнитного поля и В - индукции в испытуемом образце, подают на вход смесителей. Смесители в исходном состоянии закрыты и открываются только на время действия стробимпульсов, поступающих от узла их автоматического сдвига и формирования. Смесители открываются и обеспечивают тем самым считывание мгновенных значений сигналов. Напряжение -на выходе смесителей измеряют цифровыми импульсными вольтметрами.

Однако в таком устройстве при исследовании магнитомягких материалов в быстроменяющихся магнитных ПОЛЯХ (например, нано- и микросекундного диапазонов) возникает значительная погрещность,обусловленная инерционностью регистрирующих приборов.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Для этого в устройство ДЛЯ определения магнитных свойств образцов из магнитоМЯГКИХ материалов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, генератор намагничивающего тока, намагничивающую обмотку иснытуемого образца и резистор, последовательно соединенные измерительную обмотку образца, первый стробоскопический смеситель, первый фильтр - усилитель и первый интегратор, подключенные к резистору последовательно соединенные второй стробоскопический смеситель и второй фильтр-усилитель, последовательно соединенные с задающим генератором генератор быстрого пилообразного напряжения, элемент сравнения и формирователь стробимпульсов, выходом подключенный к вторым входам обоих стробоскопических смесителей и генератор медленного пилообразного напряжения, введены последовательно соединенные выпрямитель, второй интегратор и блок вычитания, причем вход выпря мителя присоединен к выходу первого фильтра-усилителя, выход генератора медленного пилообразного напряжения подключен к второму входу блока вычитания, а выход последнего - к второму входу элемента сравнения. На фиг. 1 дана структурная схема предлагае.мого устройства; на фиг. 2 - временные диаграм.мы работы устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, генератор 2 намагничивающих импульсов тока; намагничивающую обмотку 3 испытуемого образца; испытуемый образец 4, измерительную обмотку 5 испытуемого образца; стробоскопические смесители 6 и 7 соответственно каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля, фильтры-усилители 8 и 9 соответственно каналов измерения индукции и намагничивающего поля, интегратор 10 канала измерения индукции, выпрямитель II; интегратор 12 цепи обратной связи, блок 13 вычитания, генератор 14 медленного пилообразного напряжения, формирователь 15 строби.мпульсов; элемент 16 сравнения; генератор 17 быстрого пилообразного напряжения, резистор 18. Устройство работает следующим образом. Сигналами задающего генератора 1 запускается генератор 2 намагничивающих импульсов тока. Под воздействием импульсов тока, поступающих в намагничивающую обмотку 3, испытуемый образец 4 пере.магничивается и в измерительной обмотке 5 наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце. Этот сигнал поступает в смеситель 6. В смесите.ть 7 с резистора 18, включенного последовательно с намагничивающей обмоткой, поступает напряжение, пропорциональное намагничивающему току (напряженности магнитного поля). От задающего генератора 1 также запускается генератор 17 быстрого пилообразного напряжения. Напряжение «быстрой пилы поступает на один из входов элемента 16 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение медленной развертки Up. В моменты равенства напряжения быстрого пилообразного и медле1 ной развертки на выходе элемента 16 сравнения появляются импульсы, сдвинутые во относительно импульсов задающего генератора. Сдвиг во времени получаемых импульсов будет пропорционален мгновенным значениям qaaBHHBae.Mbix нап)яжений. В виду того, что скорость изменения быстрого пилообразного напряжения выбрана постоянной, изменение временного сдвига импульсов будет определяется мгновенны.м значением напряжения медленной развертки. С выхода элемента 16 сравнения импульсы поступают в формирователь 15 стробимпульсов. Последние поступают в смесители 6 и 7. В результате взаимодействия строби.мпульсов и сигналов, поступающих от испытуемого образца, смеситель вырабатывают сигналы, следующие зате.м в фильтры-усилители 8 и 9. На выходе фильтра-усилителя 8 получают трансформированный во времени сиг}1ал, пропорциональной скорости изменения магнитного потока (индукции) d ивы);. , а на вы.ходе усилителя 9 -- сигнал, пропорциональный напряженности магнитного поля - Увых-н . Далее сигнал с выхода фильтра-усилителя 8 поступает в интегратор 10, на выходе которого получают напряжение, пропорциональное магнитному потоку (индукции)- Ubfcu.B С выхода фильтра-усилителя 8 напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце (см. фиг. 2а), поступает в выпрямитель 11, где происходит выделение сигнала, пропорционального модулю в.ходного (с.м. фиг. 26). Затем напряжение пропорциональное .модулю скорости из.менения магнитного потока поступает в интегратор 12 цепи обратной связи. Напряжение на выходе интегратора 12 показано на фиг. 2в. Полученный сигнал поступает на один из входов блока 13 вычитания, на второй вход которого из генератора 14 поступает медленное пилообразное напряжение U«n. Из блока 13, где осуществляется вычитание поступающих напряжений, напряжение .медленной развертки Up поступает на один из входов эле.мента 16 сравнения. На выходе блока 13 вычитания напряжение медленной развертки оказывается уменьщенным на величину, пропорциональную изменению магнитного потока в образце, в моменты, когда происходят эти измерения. Это приводит к у.меньщению временного сдвига стробимпульсов и увеличению времени регистрации части сигналов, где скорость изменения .магнитного потока оказывается достаточно большой (см. фиг. 2д).

Формула изобретения

Устройство для определения магнитных свойств образцов из магнитомягких материалов, содержащее носледовательно соединенные задающий генератор, генератор намагничивающего тока, намагничивающую обмотку испытуемого образца и резистор, последовательно соединенные измерительную обмотку, первый стробоскопический смеситель, первый фильтр-усилитель и первый интегратор, подключенные к резистору последовательно соединенные второй стробоскопический смеситель и второй фильтр-усилитель, последовательно соединенные с задающим генератором, генератор быстрого пилообразного напряжения, элемент сравнения и формирователь стробимпульсов

выходом подключенный к вторым входам обоих стробоскопических смесителей и генератор медленного пилообразного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены последовате,тьно соединенные выпрямитель, второй интегратор и блок вычитания, причем вход выпрямителя присоединен к выходу первого фильтра-усилителя, выход генератора медленного пилообразного напряжения подключен к второму входу блока вычитания, а выход последнего - к второму входу элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Чернышев Е. Т. и др. Магнитные измерения. М., изд. Комитета стандартов, 1969, с. 39.

2.Авторское свидетельство СССР № 353222, кл. G 01 R 33/12, 1971.

dj