Способ измерения комплекснойМАгНиТНОй пРОНицАЕМОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

I

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для измерения комплексной магнитной проницаемости ферромагнитных материалов при одновременном намагничивании постоянным и переменным магнитными полями.

Известен способ измерения комплексной магнитной проницаемости ферромагнитных материалов при одновременном намагничивании. В этом способе определяют семейства кривых одновременного намагничивания, представляющие собой зависимостиB f() при Н const, где В - магнитная индукция в образце;

H.fc - напряженность переменного магнитного поля в образце;

Н- - напряженность постоянного подмагничивающего поля в образце.

Для обычно применяемых дифференциальных конструкций, например магнитных усилителей, это означает, что определяется единая усредненная кривая одновременного намагничивания за период, одинаковый для обоих сердечников, входящих в состав преобразователя сигналов. Иначе говоря, магнитные состояния ферромагнитных сердечников по этой кривой одинаковы 1.

Однако в действительности в каждый конкретный момент времени магнитные состояния сердечников существенно различны: в одном сердечнике Н и Н- суммируются, а в другом вычитаются. Соответственно различны и значения комплексных магнитных проницаемостей сердечников за каждый полупериод переменного магнитного поля. Не учитывается в известном способе и гистерезис ферромагнитных материалов. Это приводит к тому, что значения комплексных магнитных проницаемостей сердечников, определенных известным способом, не соответствуют действительным, и использование их при расчетах приводит к погрещностям расчета порядка 100-150%.

Известен другой способ намерения комплексной магнитной прониц;аемос и ферромагнитных материалов. В этом способе определяют действительные значения комплексной магнитной проницаемости: в каждом сердечнике за каждый полупёрйод переменного магнитного поля. Способ включает создание в испытуемом образце переменного магнитного поля с синусоидально изменяющейся напряженностью, создание постоянного магнитного поля, направление которого изменяют на противоположное в моменты равенства нулю напряженности переменного магнитного поля в образце, измерение первых гармоник магнитной индукции и магнитной напряженности в образце и расчет комплексной магнитной проницаемости. Использование полученных значений комплексной магнитной проницаемости за половину периода переменного магнитного поля позволяет уменьшить погрешности расчета дифференциальных конструкций ориентировочного до 10-15% 2. Однако известный способ измерения комплексной магнитной проницаемости ферромагн-итных материалов не позволяет измерять указанный параметр с требуемой точностью. Это объясняется тем, что изменения направления постоянного магнитного поля в образце в моменты равенства нулю переменного магнитного поля приводят к скачкообразному изменению магнитной индукции в образце, а соответственно и к погрешностям измерения первой гармоники магнитной индукции, так как измерительная аппаратура не разделяет сигнал переключения направления постоянного магнитного ПОЛЯ и сигнал первой гармоники в спектре выходного . При выходе на колено кривой намагничивания эта погрешность еще более увеличивается, так как значения комплексной магнитной проницаемости за половину периода переменного магнитного поля уменьшаются, а первая гармоника, индукции, создаваемая переключением направления постоянного магнитного поля, остается в первом приближении неизменной. Цель изобретения повышение точности измерения комплексной магнитной проницаемости. Поставленная цель достигается тем, что на образец воздействуют переменным синусоидальным магнитнымполем и постоянным магнитным полем, направление которого изменяют на противоположное в моменты равенства нулю напряженности переменного синусоидального магнитного поля, определяют первые гармоники магнитной индукции и напряженности в образце, по которым судят о комплексной магнитной проницаемости, дополнительно уменьшают до нуля напрйженность переменного синусоидального магнитного поля, изменяют направление постоянного магнитного поля с той же частотой, определяют первую Гармонику магнитной индукции в образце и комплексную магнитную проницаемость, а затем вычитают полученное значение из значения, определенного ранее. На чертеже приведен результат определения комплексной магнитной проницаемоети. Кривые 1-6 представляют собой характеристики комплексной магнитной, проницаемости, снятые по известному способу, а кривые 7 12 - характеристики комплексной магнитной проницаемости, снятые в соответствии с предлагаемым способом. Способ осуществляется следующим образом. Измеряют комплексную магнитную проницаемость за половину периода переменного магнитного поля образца, выполненного из набора колец пермаллоя 76НХД толщиной 0,2 мм. Толщина набора составляет 5мм, площадь сечения -25 мм 2, длина средней линии - 73,22 мм. Пермаллой подвергают термообработке в вакууме в соответствиис рекомендациями ГОСТ 10160-75 и помещают в каркас, на который были нанесены обмотки измерительной аппаратуры. Затем снимают характеристики комплексной магнитной проницаемости пермаллоя 76НХД за половину периода переменного магнитного поля с частотой 400 Гц при одновременном намагничивании переменным и постоянным магнитными полями от величины напряженности постоянного магнитного поля Н-. для трех фиксированных значений напряженности переменного магнитного поля Н«. Причем характеристики снимаются в режиме заданной напряженности для согласного и встречного включений Н... и Н-. . Кривые 1-3 и 7-9 соответствуют встречному направлению Н- и H«., а кривые 4-6 и 10-12 - согласному направлению Н- и Нл,. Как следует из анализа полученных зависимостей погрешности измерения комплексной магнитной проницаемости уменьшается на 5-15%. Формула изобретения Способ измерения комплексной магнитной проницаемости, заключающийся в том, что на образец воздействуют переменным синусоидальным магнитным полем и постоянным магнитным полем, направление которого изменяют на противоположное .в моменты равенства нулю напряженности переменного синусоидального магнитного поля, определяют первые гармоники магнитной индукции и напряженности в образце, по которым судят о комплексной магнитной проницаемости, отличающийся тем, что с целью повышенияточности, дополнительно уменьшают до нуля напряженность переменного синусоидального магн итного поля, изменяют направление постоянного магнитного поля с той же частотой, определяют первую гармонику магнитной индукции в образце и комплексную магнитную проницаемость.

а затем йЪ1чит;ают полученное значение из

значения, определенного ранее.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Негневицкий И. Б., Панина И. К.,

Мищенко В. П. Кривые одновреи нного на5 Ю 15 20 25 30 35 0 ffS fO fS SB S§ 70

магничивания постоянным и переменным полями J «Электричество, 1953, № 3.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2584297/18-24, кл. G 01 R 33/12, 1978.