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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения магнитных

свойств ферромагнйтных матери алеви регистрации с помощью самопишущего прибора периодических быстроменяющихся сигналов, получаемых при перемагн ичив.ании образцов таких материалов,

Известны стробоскопические устройства для исследования магнитных свойств образцов ферромагнитных материалов. Такие устройства содержат источники намагничивающих токов, стробоскопические смесители, йнтеграторы, систему сдвига стробимпульсов. Б таких устройствах сигнал,про порциональный скорости изменения магнитной индукции, получают на вторичной измерительной обмотке испытуемого образца, а сигнал, пропорциональный скорости изменения напряженности магнитного поля, - на втО ричной обмотке катушки взаимной ич-. дуктивности, первичная обмотка которой последовательно соединена с намагничивающей обмоткой образца 1

Однако точность измерений свойств магнитных материалов с помощью

таких устройств недостаточна. Проис.ходит это из-за того, что шаг стробирования остается постоянным при любой скорости, изменения исследуемых сигналов. При этом происходит частичная потеря информации, что и снижает точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, которое содержит последовательно соеди ненные задающий генератор, генера™ торнамагничивающего тока,намагничивающую обмотку испытуемого образца и резистор, последовательно соединенные измерительная обмотка образца, первый стробоскопический смеситель. Первый фильтр-усилитель и первый интегратор, подключенные к резистору последователйно соединенные второй стробоскопический смеситель и второй фильтр-усилитель, последовательно соединенные Генератор быстрого пилообразного напряжения, элемент сравнения и формирователь стробимпульсов, выходом подключенный к вторым входам смесителей,генератор медленного пилообразного напряжения, последовательно соединенные выпрямитель, второй интегратор

. Й блок вычитания, при этом вход выпрямители п1э11соёдинен к выходу первого фильтра усилителя, выход генератора медленного пилообразного напряжения - к второму входу блока вы читания, а выход последнего - к второму входу элемента сравнения 12 В этом устройстве уменьшается сдвиг стробимпульсов и увеличиваетс йремя регистрации части сигналов,гд скорость изменения магнитного потока оказывается достаточно большой Однако возможныслучаи, когда магни ный пЬток изменяется медленно по сравнению с изменением напряженност магнитного поля (например, при испы таниях образцов материалов при зада ной импульсной напряженности магнит нбго поля). Поскольку коррекция сдв га стробимпульсов и время pierHCTpau сигналов осуществляется только в за висимости от скорости изменения маг нитного потока, появляется погр.еш-. ность, обусловленная потерей информЬдии в канале измерения напряженности магнитного поля. Целью изобретения является повышениё точности измерения свойств магнитнйхг материалов, -.v-;:;.«.:;,::-,.. Для этого в устройство для опре деления магнитных свойств образцов магнитомягких материалов, содержащее последовательно соединенные задеиощий генератор, генератор намагни чивающего тока, намагничйвак) обмотку и ПерЬичную обмотку катушки вза:имной индуктивности, последовательно соединенные измерительную об мотку образца, первый стробоскопический смеситель, первый фильтрусилитель и первый интегратор, подключенные к вторичной обмотке взаимной индуктивности последовательно соединённьхе второй стробоскопический смеситель, второй фильтр-усилитель и второй интегратор, последовательно соединенные генератор быстрого пилообразного, напряжения, элемент сравнения и формирователь .стробимпульсов выходом подключенный к вторым входам обоих стробоскопических смесителей, генератор медленного пилообразного напряжения, соединенный с одним из входов блока вычитания, к второму входу которого подключен третий интегратор, а к выходу - второй вход элемента сравнения, выпрямитель, под ключенный к выходу первого фильтраусилителя, введены два ключа, второй выпрямитель, присоединенный к втором фильтру-усилителю, блОК Срйвйгекйя выпрямленных напряжений, входы ко- , торого подключены к выходам выпрямителей, а выходы - к первым входам кл .чей, вторые входы которых подключены к выходам выпрямителей, а выходы к входу третьего интегратора.

705396 На фиг. I показана структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - времен ные диаграммы работы устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, генератор 2 нг1магничивающих импульсов тока, намагничивающая обмотка 3 испытуемого образца, испытуемый образец 4, измерительная обмотка 5 испытуемого образца, первичная обмотка 6 катушки взаимной индуктивности, вторичная обмотка 7 катушки взаимной индуктивности, стробоскопические смесители 8, 9 каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля соответственнр, фильтр-усилитель 10 канала измерения индукции, фильтр-усилитель 11 канала измерения напряженности магнитного Пиля, интегратор 12 канала измерения индукции, интегратор 13 канала измерения напряженности магнитного поля, выпрямители. 14, 15 каналов измерения индукции и напряженности магйитного поля соответственно, блок сравнения 16 выпрямленных напряжений ключи 17, 18 каналов, измерения индукции и напряженности магнитного поля соответственно, формирователь 19 стробимпульсов, элемент сравнения 20,генератор 21 быстрого пилообразного напряжения, генератор 22 медленного пилообразного напряжения, блок вычитания 23, интегратор 24 цепи об{Ьатной связи. Устройство работает следующим образом, Сигнала1«1й задающего генератора 1 запускается генератор 2 намагничивающих импульсов тока, поступающих в намагничивающую обмотку 3, испытуе- . мый образец 4 перемагничивается, и в измерительной обмотке 5 наводится электродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце. Этот сигнал поступает в смеситель 8, В смеситель 9 поступает ЭДС, nfionopциональная скорости изменения напряженности магнитного поля, найеденная во вторичной обмотке 7 катушки взаимной индуктивности при протекании намагничивающего тока по первичной обмотке 6, последовательно соединенной с намагничивающей обмоткой испытуемого образца. От задающего генератора 1 также запускается генератор 21 быстрого пилообразного напряжения. Напряжение быстрой поступает иа один из входов элемента сравнения 20, на второй вход которого поступает напряжение медленной развертки, В моменты равенства напряжения быстрого пилообразного и медленной развертки на выходе элемента сравнения 20 появляются импульсы, сдвинутые во времени относительно импульсов эадгиощего генератора. Сдвиг во времени получаемых импульсов будет пропорционален мгнове ным значениям сравниваемых напряжеНИИ, Так как скорость изменения 6ыстрого пилообразного напряжения выб рана постоянной, то, следовательно, изменение временного сдвига импульсов будет определяться мгновенны1у значением напряжения медленной развертки , С выхода элемента сравнения 20 импульсы поступают в формирователь стробимпульсов. Последние поступают в смесители 8 и 9. . В результате взаимодействия стробимпульсов и -сигналов, поступаю от испытуемого образца, смесители 8, 9 вырабатывают сигнальг, еле дующие затем в фильтры-усилители 10 и 11. На выходе фильтра-усилителя1 получают трансформированный во времени сигнал, пропорциональный.скорости изменения магнитного потока (индукции) duB/dCTj а на вьосоде фильтра-усилителя 11 - сигнал, лропорциональный скорости изменения напряженности магнитного поля - . du, /d-гг. Далее сигнал с выхода фильтраусилителя 10 поступает в интегратор 12, на выходе которого nojiyчают напряжение, пропорциональное магнитному потоку (индукции) с выхода фильтра-усилителя 11 сигна поступает в инте:гратор 13, на выход которого получают напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля - Иц. С выхода фильтра-усилителя 10, на пряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце , (фиг.2а) поступает в выпрямитель 14, где происходит вы деление сигнала, пропорционального модулю ВХОДНОГО (фиг. 26), Напряжение с выхода фильтрагусилителя 11 поступает в выпрямитель 15, где так же осуществляется выделение сигнала пропорционального модулю входного. Затем напряже«ия с выходов выпрямителей 14, 15 поступают на входы бло ка сравнения выпрямленных напряжений 16 , В этом блоке происходит сра нение модулей напряжений, пропорцио напьных скорости изменения магнитного потока и скорости изменения на пряженности магнитного поля, и выработка сигналов управления ключами 17, 18, Причем сигнал управления открывает ключ, на вход которого поступает большее напряжение. В соответствии с этим сигнал на вход ин тегратора 24 поступит через ключ 17 если на его вход поступило большое напряжение от выпрямителя 14, Если больший сигнал поступил от выпрямителей 15 на вход ключа 18, то с выхода последнего поступит напряжение на вход интегратора 24, Проинтегрированное напряжение (фиг. 2в) с выхода интегратора 24 поступит на один из входов блока вычитания 23, на второй вход которого от генератора 22 поступает медленное пилообразное напряжение (фиг,2г), Из блока 23, где осуществляется вычитание поступающих напряжений, напряжение медленной развертки Up (фиг.2д) поступает на один из входов элемента сравнения 20. На выходе блока вычитания 23 напряжение медленной развертки оказывается уменьшенным на величину, пропорциональную изменению магнитного потока (индукции) или напряженности магнитного поля в образце, в моменты, когда происходят эти изменения. Это приводит к уменьшению временного сдвига стробимпульсов и увеличению времени регистрации части сигналов, где скорость изменения магнитного потока (индукции) или напряженности магнитного поля в образце оказывается достаточно, большой (фиг,2д) . Таким образом, предложенное устройство позволяет снизить погрешность измерения и регистрации сигЧалов, получаемых при перемагничивании образцов магнитных материалов. Снижение погрешности обеспечивается за счет уменьшения шага стробирования и увеличения времени регистрации части сигналов, где скорость их изменения достаточно высока;. Это позволяет При менить для регистрации преобразованных сигналов рысоко точные, но инерционные приборы. Формула изобретения Устройство для определения магнитных свойств образцов из магнитомягких материалов, содержащее последовательно соединенные згщающий :генератор, генератор намагничивающего тока, намагничивающую обмотку и первичную обмотку катушки взаимной индуктивности, последовательно соединенные измерительную обмотку,первый стробоскопический смеситель, первшй фильтр-усилитель и первый интегратор, подключенные к вторичной обмотке катушки, взаимной индуктивности последовательно соединенные . второй стробоскопический смеситель, второй фильтр-усилитель и второй интегратор, последовательно соединенные генератор быстрого пилообразного напряжения, элемент сравнеиия и формирователь стробимпульсов, выходом подклн)ченный к вторым входам обоих стробоскопических смесителей, генератор медленного пилообразного напряжения/ соединенный с ОДНИМ из входов блока вычитания, к вторЪму входу которого подключен третий интегратор, а к выходу гвторой вход элемента сравнения, выпрямитель подключенный к выходу первого фильтра-усилителя, о т Ji ичающийся тему что, с целью повышений точности измерения, в. него дополнительно введены два ключа, второй вап1 ямитель, присоединенный к второму фильтру усилителю, блок

сравнения, выпрямленных напряжений, входы которого подключены к выходам

выпрямителей,, а выходы - к первым входам ключей, вторые входы которых подключены к выходам выпрямителей,

а выходы - к входу третьего интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Чернышев Е,Т, и др. Магнитные изменения, М,, Комитет Стандартов, 1969, с. 69,

мйч

srt /I .-.,/,,

4f

xy