(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ное движение механизмом возвратнопоступательных колебаний и .два усилителя-преобразователя, на вход одного из которых подается ЭДС измерительной катушки, а на вход второго - падение напряжения на резисторе, включенном в цепь намагни ивающего тока В устройстве с целью создания автоматизации сдвига Релея применен сдвоенный механический выпрямитель,включенный в цепи двух независимых обмоток выходного трансформатора усилителя, выпрямленные напряжения с одной из которых служат для подачи на горизонтальные пластины, а с другой на его вертикальные пластины, последовательно « навстречу падению напряжени-я, создаваемого намагничивающим током. Как видно, в устройстве автомамчес кий сдвиг Релея получается за счет подачи на вход усилителя горизонтальной развертки осциллографа разности двух напряжений, пропорциональных соответственно напряженности намагничивающего поля соленоида и намагниченности в определенном масштабе. Масштаб по нг1магниченности зависит от коэффициента размагничивания, который определяется отношением длины элдипсоидального образца к его диаметру 12. В устройстве автоматически выполняется операция сдвига Релея, т.е. выполняется условие
-N1, где Н - напряженность внутреннего
намагничивающего поля; Hg - напряженность магнитного
поля соленоида; I - намагниченность образца; N - коэффициент размагничивания испытуемого ферромагнитного образца, который определяется рассчетным путем.
Недостатком этого устройства является низкая точность- измерений статических магнитных характеристикна не эллипсоидальных стержневых образцах. Это обусловлено тем,что коэффициент размагничивания для таких образцов не является постоянной величиной, а, как известно, имеет магнитный гистерезис и в значительными степени зависит от намагниченности и относительной магнитной восщзиимчивости.
Цель изобретения - повышение точности измерений.
Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее последовательно соединенные регулируемый источник постоянного тока, намагничивающую обмотку и эталонный резистор, механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управляющего напряжения, йз мерительную обмотку, регистрирующий прибор и два операционных усилителя, один из которых подключен кэталонному резистору, а другой - к измерительной обмотке, дополнительно снабжено двумя синхронными детек торами, третьим операционным усилителем, вход которого подключен к 5 выходу первого операционного усилителя и к входу первого синхронного детектора, и к измерительной обмоткеу а выход - ко входу второго синхронного детектора, управляющие
0 входа которых подсоединены к выходу генератора управляющего напряжения, а выходы - к соответствующим входам регистрирующего прибора,при этом выход первого синхронного детектора подключен ко входу третьего операционного усилителя и через переключатель - к его выходу, а размеры- измерительной обмотки выбраны из соотношения
Ч о + 16,
(1)
х
где Xj, - соотношение длины измерительной обмотки к диаметру поперечного сечения; 9V|-, - то же, для испытуемого
5 стержневого образца.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 взаимное расположение измерительной обмотки испытуемого стержневого
0 образца и намагничивающей катушки.
Устройство для записи на двухкоординатном графопостроителе статических магнитных характеристик фер ромагнитных материалов содержит реc гулируемый источник 1 питания, намагничивающую обмотку 2, эталонный резистор 3, механизм 4 возвратнопоступательных колебаний, измерительную обмотку 5 с внешней обмоткой 5-1 и внутренней обмоткой 5-2,
0 операционные усилители 6-8, синхронные детекторы 9 и 10, генератор 11 управляющего напряжения, переключатель 12 и двухкоординатный графопостроитель 13. Намагничивающая обмотка 2 и- эталонный резистор 3 включены последовательно с выходом регулируемого источника 1 питания. К выходу генератора Ц управляющего напряжения подсоединены вход мехаQ низма 4 возвратно-поступательных колебаний и управляющие входы синхронных детекторов 9 и 10. На толкателе механизма возвратно-поступательных колебаний закреплен стержневой испытуемый образец 14, расположенный соосно с измерительной и Намагничивающей обмотками. Внешняя обмотка 5-1 измерительной обмотки 5 через переменный резистор подсоединена ко входу операционного усилителя 6, а внутренняя обмотка 5-2
параллельно ко входам операционных усилителей 6 и 7. Выход операционного усилителя б подсоединен через переменный резистор ко входу операционного усилителя 7, а также через синхронный детектор9 ко входу опе рационного усилителя- 8, ко входу которого подключен и эталонный резистор 3. Выход операционного усипителя -7 через синхронный детектор 10 подсоединен к координате у цвухкоординатного графопостроителя 13.Выход синхронного -детектора 9 и ВЫ.ХОД операционного усилителя 8 подсоединены к переключателю 12, посредством которого могут поочередно подключаться к двухкоординатному графопостроителю Устройство работает следующим образом. Испытуемый стержневой образец 14,закрепленный на толкателе ме- , ханизма 4 возвратно-поступательных колебаний, находится в однородном магнитном поле намагничивакадей обмотки 2 и совершает линейные возвр но-поступательные движения с небольшой амплитудой и частотой отно сительно измерительной катушки 5. Одни конец измерительной катушки расположен над центральным сечением образца 14, а второй на расстоянии в соответствии с формулой (1). Благодаря указанному соотношению (1) размеров измерительной обмотки 5 в ней индуктируется ЭДС, пропорциональная потоку Ф магнитной индукции через ее поперечное се чение, которое находится над центральной частью образца 14. Поскольку образец 14 совершает колебания относительно неподвижной измеритель ной обмотки 5, то в последней наводится ЭДС е, пропорциональная е, A.f.w Sa{I-Ho)-(s5; -SO) (2 .f.wlSo(I-Ho)- ()HO, ( где e - ЭДС во внутренней измерительной обмотке 5; e/j - ЭДС во внешней измеритель ной обмотке 5; A,f амплитуда и частота вибра ции; W - плотность намотки проводом измерительной обмотки /) /2) Образца; площадь поперечного сечения соответственно образца, внутренней и внешней измерительной обмоток 5; I - намагниченность образца; Нр - напряженность размагничивающего поля. На входе операционного усилителя 6осуществляется вычитание е и , которое, пропорционально напряженнос ти размагничивающего поля в централ ном сечении образца. На входе опера ционного усилителя 7 происходит сум .мирование сигналов, пропорциональных е и Ujj. В этом случае перемен ноё напряжение на выходе усилителя 7пропорционально только н 1магничен ности центрального сечения испыгуеМОго образца. Переменное напряжение, пропорциональное намагниченности, синхронно детектируется детектором 10 и поступает на координату У двухкоординатного графопостроителя 13. На входе операционного усилителя 8 происходит вычитание напряжений с эталонного резистора U(, где m - постоянный козффициент, определяемый конструкцией намагничивакадей обмотки 2 и величиной эталонного резистора 3, и напряжения с синхронного детектора 9, пропорционального выходному напряжению усилителя б U(,Ha выходе операционного усилителя Ь присутствует постоянное напряжение Уя, равное Uo ni(He- Н, ) гаН;(4) и пропорциональное напряженности внутреннего намагничивающего поля. Посредством переключателя 12 можно на координату х двухкоординатного графопостроителя 13 подавать напряжение Ug или U Изобретение позволяет значительно повысить точность измерений,так как в нем, в отличие от прототипа/ напряженность размагничивающего поля измеряется, а не рассчитывается. Следовательно, зависимость коэффициента размагничивания от намагниченности, его магнитный гистерезис не приводит к погрешности измерений. Измерение в установке напряженности размагничивающего поля (а не его расчет) позволяет гфименять для измерения стержневые образцы неэллйп- . соидальной форлал, и измерять не только зависимость намагниченности от напряженности внутреннего намагничивающего поля, но и зависимость коэффициента размагничивания от намагниченности. Формула изобретения Устройство для определения статических магнитных характеристик Ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные регулируемый источник постоянного тока, намагничивающую обмотку и эталонный резистор, механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управляющего напряжения, измерительную юбмотку/ регистрирующий прибор и два операционных усилителя, один из которых подключен к эталонному резистору, а другой - к изме)рительной обмотке/ отличающееся тем, что,с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя синхронными детекторами и третьим операционным усилиелем, вход которого подключен к выходу первого операцисТнного усилигеля и к входу первого синхронного етектора, и к измерительной обмот
