Вибрационный магнитометр Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 G01R33/16 

Изобретение относится к измерению и испытанию ферромагнитных материалов при намагничивании в открытой магнитной цепи и может быть использовано для измерения магнитного момента и дифференциальной магнитной восприимчивости ферромагнитного образца Известно устройство для измерения магнитного момента, содержащее намагничивающее устройство, измерительную катушку и механизм периодического возвратно-поступательного движения образца перпендикулярно намагничивающему полю l . Данное устройство характеризуется недостаточной точностью из-за влияни смещений образца относительно измери тельной катушки и не позволяет измерять дифференциальную магнитную восприимчивость испытуемого образца. Известен вибрационный магнитометр содержащий намагничивающую и измерительную обмотки, синхронный детектор подключенный ко входу регистратора, другой вход которого через намагничи вающую катушку связан с выходом регу лируемого источника постоянного Тока а также последовательно соединенные генератор управляющего напряжения, связанный со вторым входом синхронно гр детектора, и механизм возвратнопоступательных колебаний 2 . Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в вибрационный магнитометр, содер жащий намагничивающую и измерительные обмотки, синхронный детектор, под ключенный ко входу регистратора, другой вход которого через намагничивающую обмотку соединен с выходом источника постоянного тока, механизм возвратно-поступательных колебаний, подключенный к генератору управляющего напряжения, который соединен со входом синхронного детектора, дополнительно введено п намагничивакхцих обмоток и коммутирующая система, ко входам которой подсоединены измерительные обмотки, а к выходу подсоединен вход синхронного детектора, при этом введенные намагничивающие обмотки расположены коаксиально относительно основной намагничивающей обмотки. На чертеже представлена функциональная схема вибрационного магнитометра. Вибрационный магнитометр содержит генератор 1 управлякяцего напряжения, работакяций на частоте Л, механизм 2 возвратно-поступательных колебаний, источник 3 постоянного тока для питания дополнительных намагничивающих обмоток 4, источник 5 питания намагничивающей обмотки 6, измерительные обмот ки 7, эталонный регистор 8, синхронный детектор 9, коммутирующую систему 10, двухкоординатной самописец 11 и переключатели 12 и 13. , Намагничивающая обмотка 6 создает однородное магнитное поле в пространстве, занимаемом испытуемым образцом 14. Для этого выход источника 5 постоянного тока соединяют с намагничивающей обмоткой 6, последовательно с которой включают эталонный, резистор 8, с которого на координату X двухкоординатного самописца 11 снимается падение напряжения, пропорциональное величине намагничивающего поля (на чертеже направление намагничивающего поля показано стрелкой). Намагничива ющие обмотки 4 включаются навстречу друг другу, запитываются от источника 3 постоянного тока посредством замыка ния переключателя 12 и служат для создания магнитного- поля с постоянным градиентом напряженности в пространстве, занимаемом испытуемым образцом 14. На оси механизма 2 возвратно-поступательных колебаний закрепляют испытуемый образец 14, расположенный в геометрическом центре измерительных обмоток 7, через коммутирующую систему 10 подключенных к синхронному детектору 9, выход которого подключен к координате Y двух координатного самописца 11. Выход ге нератора 1 управляющего напряжения подсоединяется к управляющему входу синхронного детектора 9 и механизму 2 возвратно-поступательных колебаний Вибрационный магнитометр работает следующим образом. На оси механизма 2 возвратно-пост пательных колебаний закрепляют испытуемый образец 14. Механизм 2 возвратно-поступательных колебаний приводится в действие от генератора 1 управляющего напряжения, при этом испытуемый образец 14 совершает периодические возвратно-поступательные колебания с.определенной частотой и небольшой амплитудой. В результате в измерительных обмотках 7 индуцируе ся переменная ЭДС, которая с учетом фазы детектируется синхронным детектором 9 и подается на координату Y двухкоординатного самописца, на ко.ординату X которого подается напряже ние , пропорциональное величине намаг ничивающего поля. Вибрационны{ магнитометр работает в двух режимах: измерение магнитного момента и измерение дифференциальной восприимчивости. При измерении магнитного момента переключатель 12 разомкнут. Дополнительные намагничивающие обмотки 4 обесточены, а переключатель 13 нахоится в положении М. В этом случае коммутирующая система 10 обеспечиват встречное включение измерительных бмоток 7. Для точного измерения магнитного момента испытуемого образца, т.е. чтобы ЭДС в измерительных обмотках при одинаковом магнитном оменте не зависела от формы и геометрических размеров образцов, конструкия и включение измерительных обмоток олжны обеспечивать в пространстве, занимаемом испытуемЕЛМ образцом, выолнение условия cori9t, ПОЛЯ, которое создали бы измерительные обмотки, если по ним пропустить постоянный ток; X - координата, вдоль которой осуществляется вибрация образца. В режиме измерения дифференциальной восприимчивости переключатель 12 замкнут, а переключатель 13 находится в положении X. При этом дополнительные намагничивающие обмотки 4 запитываются от источника 3 постоянного тока и создают в пространстве, занимаемом движущимся образцом 14, магнитное поле с постоянным градиентом напряженности вдоль направления вибра- ции. Коммутирующая система 10 в этом случае обеспечивает согласное включение измерительных обмоток 7. Для точного измерения магнитно: : дифференци-, альной восприимчивости X испытуемого образца конструкция и включение измерительных обмоток должны в пространстве, занимаемом движущимся образцом, обеспечивать однородное магнитное поле, если по обмоткам пропускают постоянный ток. Вибрация образца в поле дополнительных намагничивающих обмоток обеспечивает пропорциональность ЭДС в измерительных обмотках только величине магнитной восприимчивости, а- не величине магнитного момента образца, так как для этого случая включения измерительных обмоток в этом случае ЭДС определяется лишь перемагничиванием испытуемого образца полем дополнительных намагничивающих обмоток. Предлагаемый вибрационный магнитометр позволяет повысить точность измерений, обеспечить измерение магнитного момента и дифференциальной магнитной восприимчивости, что в значительной степени расширит его область применения. Конструкция и включение измерительных обмоток обеспечивает независимость измерений в обоих режимах от смещений образца, его формы и геометрических размеров при равном магнитном моменте, что в целом повышает точность измерений и расширяет область применения по возможным при исследовании типоразмерам и формам испытуемых образцов. Формула изобретения Вибрационный магнитометр, содержа Ь1Ий намагничивающую и измерительные обмотки, синхронный, детектор, подклю ченный ко входу регистратора , другой вход которого намагничивающую обмотку соединен с выходом источника постоянного тока, механизм возвратнопоступательных колебаний, подключенный к генератору управляющего напряжения, который соединен со входом синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введено п.намагничивающих обмоток и коммутирующая система, ко входам которой подсоединены измерительные обмотки, а к выходу подсоединен вход синхронного детектора, при этом введенные намагничивакицие обмотки расположены коаксиально относительно основной намагничивакяцей обмотки . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 2646948, кл. 32434, 1960. 2.Труды метрологических институтов СССР. Вып. 95(155), изд. Стандартов, 1967, с. 101-106.