Устройство для измерения магнито-СТРиКции Советский патент 1981 года по МПК G01R33/18 

тор, а также генератор несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно,балансировочного блока, а второй выход - через фазорегулятор со вторым входом фазочувствительного демодулятора, снабжено немагнитной опорной плитой под образец с ферромагнитными вставками, двумя бесконтактными индуктивными датчиками, включен ными по дифференциальной.схеме на вход компенсационно-балансировочного блока, и задающей пластиной, расположенной в зазоре между указанными датчиками и сочлененной с испытуемым обь)азцом. Кроме того, задающая плас тина выполнена из ферромагнитного ма териала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы и -Снабжена пружинным фиксатором из немагнитного материала, жестко соединенным с задающей пластиной. На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство. Устройство для измерения магнитострикции содержит пермеаметр, состоя щий из намагничивающей обмотки (соле ноидов) 1, ферромагнитного ярма 2, замыкающего испытуемый образец 3,обмотку 4 для измерения индукции образ ца 3 и электромагнитного экрана 5. Для установки образца предусмотрена немагнитная опорная плита б и неподвижный зажим 7 для обеспечения крепления образца 3 к плите б. Для обеспечения связи торцов ярма 2 с образцом в указанной опорной плите 6 выполнены окна или ферромагнитные вставки. Устройство содержит также последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок 8, измерительный усилитель 9, первый фильтр 10 низкой частоты, фазочувствихельный демодулятор 11, второй фильтр 12 низкой частоту, детекторный блок 13 и индикатор 14. Кроме того имеется генератор 15 несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно-балансировочного блока 8, а второй выход - через фазорегулятор 16 со вторым входом . фазочувствительного демодулятора 11. Устройство снабжено двумя бесконтактными индуктивными датчиками 17, включенными по дифференциальной схеме на вход компенсационно-балансировочного блока 8. В зазоре между указанным датчиком расположена задающая пластина 18, сочлененная с испытуемым образцом 3. Для обеспечения надежного взаимодействия с образцом задающая пластина 18 снабжена средст вом сочленения ее с образцом, например немагнитным пружинным фиксатором 19. Для повышения производительности при сопряжении задающей пласти ны 18 с образцом фиксатор 19 соединен с задающей пластиной 18 жестко. Задающая пластина 18 выполнена из ферромагнитного материала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы, например из феррита марки КН-400. Работа уртройства заключается в следующем. Индуктивные датчики 17 образуют дифференциальную систему и включены в два последних плеча мостовой схемы компенсаЦионно-балансированного блока 8, запитанной напряжением высокой частоты (5 кГц) от генератора В блоке 8 осуществляется балансировка мостовой схемы по активной и реактивной составляющим. За счет перемещения задающей пластины 18, вызванного магнитострикцией образца, изменяется индуктивность датчиков 17 таким образом,что индуктивность одного датчика растет, в то время как индуктивность другого уменьшается. Происходит разбаланс предварительно уравновешенной МОСТОВОЙ схемы блока 8, и сигнал на его выходе пропорционален сумме изменений индуктивностей. Усилителем 9 сигнал усиливается и через первый фильтр 10 низкой частоты поступает на фазочувствительный демодулятор 11. Первым фильтром 10 низкой частоты подавляются высокие гармоники несущей частоты, которые возникают при использовании индуктивных датчиков 17 и затрудняют уравновешивание мостовой схемы. Демодулятор 11 управляется генератором 15 несущей частоты через фазорегулятор 16, последний обеспечивает одинаковую фазу напряжений на усилителе 9 и на демодуляторе 11. Вторым фильтром 12 низкой частоты сигнал корректируется с целью подавления имеющегося после демодуляции остатка несущей и ее высших гармоник. Демодулированный и обладающий правильным знаком сигнал поступает на детекторный блок 13, и в зависимости от режима работы последнего индикатором 14 измеряется величина статической либо динамической магнитострикции. Универсальность детекторного блока и устройства позволяет также проводить измерения постоянной составляющей, эффективного значения, положительного и отрицательного пиковых значений динамической магнитострикционной деформации. Основным преимуществом предлагаемого устройства являются высокая чувствительность и линейность, осуществляемые 3d счет выбора специальной падающей пластины из ферромагнитного материала с оптимальным соотношением магнитной проницаемости ( ) и коэрцитивной силы (Hj,, б А/м) , малое статическое и динамическое воздействие измерительного преобразователя на исследуемый образец (полоска 400х 30 х(о,280,50) электротехнической стали), так как задающая пластина с пружинным фиксатором имеет массу не более 1,6 г. Измерительный преобразователь нечувствительный к вибрациям ного направления и может градуироваться как статическим так и динамическим путем. Как измерительный преобразователь дифференциального ти па, он обладает большей помехозащищенностью. Так как датчики преобразователя включены в два соседние пле ча моста, одинаковое изменение каких либо параметров катушек датчиков не вызывает сигнала на выходе моста. Это свойство является особенно важным, так как в условиях испытаний измерительный преобразователь подвер гается воздействию постоянного либо переменного магнитного поля. Ввиду наличия экрана 5 можно без поправок проводить измерения магнитострикции электротехнических сталей вплоть до индукции насыщения. Формула изобретения 1. Устройство для измерения магнитострикции, содержащее пермеаметр с замыкающим образец ферромагнитным ярмом и последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок измерительный усилитель, первый фильтр низкой частоты, фазочувствительный демодулятор, второй фильтр низкой частоты, детекторный блок и индикатор, а также генератор несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно-балансировочного блока, а второй выход - через Фазорегулятор со вторым входом фазочувствительного демодулятора, отличающеес я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений оно снабжено немагнитной опорной плитой под образец с ферромагнитными вставками, двумя бесконтактными индуктивными датчиками, включенными по дифференциальной схеме на вход компенсационно-балансировочного блока, и задающей пластиной, расположенной в зазоре между указанными датчиками и сочлененной с испытуемым образцом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заданзмая пластина выполнена из ферромагнитного материала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы и снабжена пружинным фиксатором из немагнитного материала, жестко соединенным с задакндей пластиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Elektrotechn. casop., 1867, 18, ( 2, с. 81-100. 2.Авторское свидетельство СССР 536450, кл. G 01 R 33/18, 1973.

/7/в г /

JHjmillllllH J Ij

J

J, liipj. -J-RapIS

, к J/99°poo°.

х уУуУ1 К/1,/ о уУХл|

i 11

1 roooooodtbcti

tOOOOQ