1
Изобретение относится к устройствам для испытания ферромагнитных материалов на стержневых образцах при намагничивании их в разомкнутой магнитной цепи и может быть использовано для записи петли магнитного гистерезиса или начальной кривой намагничивания.
Известно устройство для измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце при намагничивании в частично замкнутой цепи пермеаметра, содержащее намагничивающее устройство, выполненное в виде пермеаметра, коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля в испытуемом образце, механизм возвратно-поступательных колебаний со штоком, на котором закреплен коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля в образце, а также измерительные приборы электрических напряжений, пропорциональных индукции и напряженности магнитного поля, и генератор, приводящий в действие механизм возвратно-поступательных колебаний 1.
Недостаток известного устройства - невозможность при помощи его проводить испытания ферромагнитных образцов при намагничивании в соленоиде или катушках Гельмгольца. В случае использования измерительной системы (датчик, механизм возвратно-поступательных колебаний) данного устройства при намагничивании образцов в разомкнутой магнитной цепи появляются значительные погрешности, обусловленные
неэффективностью экранирования второго конца датчика из-за больших магнитных потоков рассеивания соленоида.
Известно устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных материалов при намагничивании стержневых образцов в соленоиде. Данное устройство содержит датчик индукции, выполненный в виде цилиндрической катушки, охватывающей испытуемый образец ферромагнитного
материала, намагничивающую катушку-соленоид, внутри которой заключен исследуемый образец, механизм возвратно-поступательных колебаний, генератор низкочастотных колебаний, усилитель-преобразователь,
выход которого подключен к вертикальным пластинам осциллографа, к горизонтальным пластинам которого подключен эталонный резистор, включенный последовательно в цепь намагничивающего тока 2. Датчик
индукции совершает при помощи механизма возвратно-поступательных колебаний возвратно-поступательные колебания относительно испытуемого образца, расположенного внутри намагничивающего соленоида.
Ири этом в датчике индукции наводится ЭДС, пропорциональная магнитному потоку рассеяния испытуемого образца. Чтобы в датчике не возникала ЭДС от напряженности намагничивающего поля соленоида, его размеры выбраны так, что ои весь находится в зоне однородного магнитного поля соленоида. Недостатком прототипа является то, что измерения магнитных характеристик на нем возможны лишь на эллипсоидальных образцах одного типоразмера, изготовление которых на практике весьма затруднительно, а также низкая точность измерений на неэллипсоидальных образцах. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее намагничивающий блок, выполненный в виде соленоида, генератор низкочастотных колебаний, связанный с механизмом возвратно-поступательных колебаний, на штоке которого закреплен датчик индукции, эталонный резистор и регистрирующий прибор, подключенные к намагничивающему блоку, и усилитель-преобразователь, подключенный к генератору низкочастотных колебаний и к датчику индукции, выход усилителя-преооразователя подключен к регистрирующему прибору, снабжено модулятором и последовательно соединенными фазовращателем, усилителем переменного тока и катушкой, расположенной коаксиально с датчиком индукции, причем выход геиератора низкочастотных колебаний подсоединен .к входу модулятора, вход модулятора подсоедииен к эталонному резистору, а выход модулятора - к входу фазовращателя. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - взаимное расположение намагничивающего соленоида, испытуемого образца ферромагнитного материала, датчика индукции и катушки. Устройство содерлчит намагничивающий соленоид 1, датчик 2 индукции, механизм 3 возвратно-поступательных колебаний со штоком 4, эталонный резистор 5, включенный последовательно с намагничивающим соленоидом 1, генератор 6 низкочастотных колебаний, усилитель-преобразователь 7, регистрирующий прибор 8. Устройство также содержит модулятор 9, фазовращатель 10, усилитель 11 переменного тока и катущку 12. На штоке 4 механизма 3 возвратно-поступательных колебаний закреплен датчик 2 индукции в исць1туемом образце 13, расцоложенном соосно с намагничивающим соленоидом 1 и датчиком 2 индукции около его второго конца, расположенного снаружи намагничивающего соленоида 1. Длина датчика 2 индукции выбрана так, что его второй конец расположен на таком расстоянии, где магнитным нотоком рассеяния испытуемого образца можно пренебречь. Механизм 3 возвратно-поступательных колебаний приводшся в действие от генератора 6 низкочастотных колебаний, для чего выход генератора 6 низкочастотных колебаний подключен к его входу. Выход геператора 6 подключен также к управляющим входам усилителя-нреобразователя 7 и модулятора 9. Усилитель-преобразователь 7 служит для усиления неременной ЭДС датчика 2 индукции и нреобразования с учетом фазы нанрял ения переменного тока в напряжение постояиного тока. Выход усилителя-преобразователя 7 подсоединен « координате F двухкоординатного регистрирующего прибора 8, к координате X которого подсоединен эталонный резистор 5 и выход модулятора 9. Выход модулятора 9 через последовательно соединенные фазовращатель 10 и усилитель 11 переменного тока подсоединен к катущке 12. Устройство работает следующим образом. Намагничивающий соленоид 1 подключают к регулируемому источнику питания (на фиг. 1 не показан). При этом создается ностоянное магнитное поле, намагничивающее образец 13. При вибрации датчика 2 индукции относительно образца 13 и магнитного ноля соленоида 1 в носледнем наводится ЭДС, пропорциональная /::б-Я, где В - индукция в сечении образца 13, находящемся под первым концом датчика 2 индукции; Я - напряженность магнитного поля соленоида 1 в месте расположения второго конца датчика 2 индукции. Как видно из формулы, часть ЭДС, обусловленная напряженностью, приводит к погрешности измерения индукции В. Поскольку часть ЭДС, зависящая от напряженности, прямо пропорциональна току, протекающему через последовательно соединенные соленоид 1 и эталонный резистор 5, возникает возможность скомпенсировать ее в общей ЭДС датчика 2 индукции. Для этой цели и служит модулятор 9, фазовращатель 10, усилитель II и катзшка 12. При помощи модулятора напряжение постоянного тока на эталонном резисторе 5 преобразуется в напряжение неременного тока посредством фазовращателя 10, усилителя 11 и катушки 12 и в нужной фазе и амплитуде вводится в датчик 2 индукции. Этим самым осуществляется компенсация составляющей от наряженности в ЭДС датчика 2 индукции. ри изменении напряженности намагничиающего поля соленоида 1 настройка коменсации не нарушается вследствие нропориональности напряженности току, прохоящему через намагничивающий соленоид. Далее ЭДС датчика 2 индукции поступат через усилитель-преобразователь 7 на
J-координату прибора 8, на координату У которого поступает напряжение с эталонного резистора 5, пропорциональное величине напряженности намагничивающего поля. При непрерывном изменении тока через намагничивающий соленоид 1 на двухкоординатном регистрирующем приборе 8 происходит запись петли магнитного гистерезиса испытуемого ферромагнитного образца 13. Устройство по сравнению с известным имеет более высокую точность и позволяет проводить измерения на неэллипсондальных образцах.
Формула изобретения
Устройство для измерения статических магнитных характеристик материалов, содержащее намагничивающий блок, выполненный в виде соленоида, генератор низкочастотных колебаний, связанный с механизмом возвратно-поступательных колебаний, на щтоке которого закреплен датчик индукции, эталонный резистор и регистрирующий прибор, подключенные к намагничивающему блоку, и усилитель-преобразователь, подключенный к генератору низкочастотных колебаний и к датчику индукции, выход усилителя-преобразователя подключен к регистрирующему прибору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабл ено модулятором и последовательно соединенными фазовращателем, усилителем переменного тока и катущкой, расположенной коаксиально с датчиком индукции, причем выход генератора низкочастотных колебаний подсоединен к управляющему входу модулятора, вход модулятора подсоединен к эталонному резистору, а выход модулятора - к входу фазовращателя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ЧССР № 810079, кл. 21е, 37/10, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2735019/21, кл. G 01R 33/12, 1979.
/71/та//у
