Устройство для измерения магнитной восприимчивости Советский патент 1980 года по МПК G01R33/16 

Изобретение относится к области измерений переменных магнитных величин а именно к устройствам дпя измерения магнитной восприимчивости диа-, пара- и ферромагнитных веществ. Известны устройства содержащие магнитные весы с коромьюлом, подве шенном на нити, и систему зеркал til . Недостатком данных устройств являйется низкая точность измерения. Наиболееблизким по технической суш нести к предлагаемому является устройство, содержащее магнитные весы с коро мыслом, установленные на основании с опорами, :ледящую систему с емкостным датчиком перемещения, регистрирующий прибор и электромагнит 2 . Недостаток данного устройства - низкая точность измерения. Цель изобретения - повышение точнос ти измерентгя. Эта цель достигается тем,, что в yci ройство для измерения магнитной восприимчквости, содержащее магнитные весы с коромыслом, устшювленные на основании с опорами, следящую систему с емкостным датчиком перемещения, регистрирующий прибор и электромагнит, дополнительно введены посадочная втулка, выполненная в виде конуса с возможностью поворота относительно своей оси, и съемный упругий щток, установленный в посадочной втулке, а емкостной датчик выполнен в виде неподвижных и подвижных обкладок, при этом неподвижные обкладки емкостного датчика перемещения установлены на опорах основания магнитных весов, подвижные обкладки закреплены на коромьюле, установлеш1ом на одной оси симметрии со съемным щтоком, а неподвижные обкладки емкостного датчика перемещения соединены со входом следящей системы, подвижные обкладки jTioMjfflyToro датчика соединены между собой. На фиг. 1 изображена схема устройства, на фиг. 2 - разрез Л-А на фиг. 1. Устройство содержит магнитные весы с коромыслом 1, установленным на кер нах 2 в агатовых подпятниках 3 на опо ре 4 основания 5, конусную втулку 6, съемный кварцевый шток 7, кварцевую ампулу 8, содержащую образец, балансировоч1{ую гайку 9, подвижные обкладк 10 емкостного датчика перемещений, постоянные магниты 11, балансировочны гайки 12, опоры 13, на. которых устано лены неподвижные обкладки 14 емкостно го Датчанка перемещений, крощнтейн 15, компенсационные катушки 16, электрома вит 17, фазовую следящую систему с кварцевым генератором 18, фазовращателем 19, резонансным усилителем 20, фазовым детектором 21, пропорционально интегрирующим фильтром 22, усилителем мощности 23 и регистрирую щий прибор 24, Устройство работает следующим образом. Исследуемый образец помещают в кварцевую ампулу 8 щтока 7, который вставляется в конусную втулку 6 коро мысла 1. Шток 7 по щкале устанавливается на соответствующий начальный отсчет. При включении электромагнита 17 создается неоднородное магнитное поле, воздействующее на образец, помещен- ный в ампулу 8. Действие неоднородног магнитного поля на исследуемый обра зецвызывает отклонение штока 7 от ну левого положения, при котором на выхо следжцей системы отсутствовал ток компенсации. Отклонение щтока 7 вызывает перем щение коромыслом 1 соединенных электрически { между собой подвилсных обкл док 1О емкостного датчика перемещени относительно неподвижных обкладок 14, в результате чего перестраивается резонансный усилитель 20, на выходе которого происходит сдвиг сигнала, поступающего от кварцевого генератора 18, по фазе. На вход фазового детектора 21 пост пают опорный сигнал от-кварцевого генератора 18, сдвинутый по фазе на 3 фазовращателем 19, и сдвинутый по фаз сигнал от резонансного усилителя 20. На выходе фазового детектора , 21 появляется сигнал рассогласования, про порциональный косинусу разности фаз дв колебаний.. Этот сигнал подается па пропорционально илтегрир тощнй (jjimbTp нижних частот 22, выполненный на базе операционного усилителя, который оптимизирует переходные процессы в следящей системе для уменьшения времени успокоения магнитных весов с минимальным перерегулированием, затем усиливается усилителем мощности 23 и поступает на регистрирующий прибор 24 и компенсационные катушки 16. Компенсационные катушки 16 и постоянные магниты 11 образуют элемент силовой обратной связи. Постоянные магниты 11 втягиваются или выталкиваются компенсационными катушками 16 в зависшлости от велич}шы и знака компенсационного , возвращая щток 7 мапнитных весов в нулевое положение. Знак и величина компенсационного тока пропорциональны знаку (направлению) и ве-личине силы, действующей на исследуемый, образец. Езалансировка и сведение центра тяжести магнитных весов к центру оси качания осуществляется соответствующими балансировочными гайками 9 и 12. . При необходимости определения анизотропии исследуемого образца производится поворот щтока 7 в конусной втулке 6. Угол поворота фиксируется по щкале. Выполнение штока.7. съемным позволяет менять исследуемый образец без последующей настройки магнитных весов, что улучшает условия проведения исследова- ний и измерений. Качание маятника со щтоком в одной плоскости исключает прилипание образца к полюсным наконечникам электромаг -. нита и позволяет произвбдить измерение магнитной восприимчивости в широком диапазоне веществ, от слабых парама неткгдав до сильных ферромагнетиков. Выполнение емкостного датчика перемещения из неподвижных обкладок, установленных на основании магнитных весов и подвижных обкладок, которые вместе с коромыслом образуют короткозамкнутую цепь, позволило исключить подводку токопроводящих проводов к подвижной части магнитных весов и подвижным обкладкам емкостного датчика, что повысило чувствительнсють и точность измерения. Установка неподвюкных обюмдок емкостного датчика псремешсгшя на опорах одинаковой высоты и геометрии позволило практически исключить Ближние температуры окру 1 саюшей среды на точность измерения при проведении исследований