Устройство для определения параметровМАгНиТОТВЕРдыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R33/14 

I

Изобретение относится к .электрон ной и измерительной технике и может быть применено для измерения параметров магнитотвердых материалов.

Известно устройство контроля параметров магнитотвердых материалов - гистериограф постоянного тока, в. ко-, тором образец устанавливается между полюсгши элекромагнита и с помсщью Управляемого источника питания создаётся перемагничивакхцее поле.

Измерительная катушка, нанесенная ha образец, керез интегратор подключена к .у-вхрду двухкоординатного самописца, другой х-вход которого через усилитель связан с гальваномагнитным датчиком напряженности магнитного поля. Вход генератора нулевых состояний индукции подключен к ггшьваномагнитному датчику фиксации нулевого состояния индукции, расположенному ц полюсе электрсжагнита под образцом; вход генератора нулевых состояний напряженности магнитного поля подключен к гальваномагнитному датчику измерения напряженности магнитного поля, а выходы генератора подключены к соответствующим входам, двухкоординатного самописца. В момент равенства нулю размагничивающего пойя

в зазоре злектромагнита, фиксируемого датчиком измерения напряженности магнитного поля,.срабатывает генера.тор нулевого состояния напряженности магнитного поля и вьадается метка Н-О. В. момент равенства нулю индукции в образце, фиксируемой датчиком индукции, срабатывает генератор нулевого состояния индукции и выдается метка в-ю.

Таким образом, на самописце фиксируется участок петли гистерезиса, соответствующий второму квадранту с обозначением координатных осей, напи чие KOTOIHJX позволяет определить коэрцитивную силу и остаточную индукцию 1 .

недостатками известного устройства являются невозможность реализации точности измери -ельных каналов В и Н при определениии параметров Вг , сь Нсэ г что находит отражение, например, в эаплси предельнойдопускаемой

погрешнсГсти измерения параметров

(,)о/о; при стандартной краткости номинальДм

равной 3, преных значений Аид«

Q дельная погрешность измерения составит-+ 2%; внесение дополнительной по грешности за счет нечеткой фиксации оси Н (В-О) из-за динамической погрешности самописца при записи магнитотвердых ферритов с крутой кривой размагничивания, например 3,1 БА с Яг 50, и литых магнитов,, знанитель йое время измерения (до 5 мин), связанное с необходимостью графического определения парс1метров , / после записи петли гистерезиса с пос ледующим усреднением найденных Параметров во всех четырех квадрантах. Цель изобретения - повышение точности и производительности. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее электро магнит с управляемым источником-питания, измерительную обмотку, подклю ченную ко входу интегратора, гальваномагнитный датчик для измерения нап ряженности магнитного поля, подключенный ко входу измерительного усилителя, генератор нулевых состояний индукции и напряженности магнитного поля, введены блок сравнения состояний индукции и напряженности магнит ного поля, один из входов которого подключен к выходу .интегратора, другой вход - к выходу измерительного усилителя, подключенный к выходу бло ка сравнения аналого-цифровой преобразователь индикации значений коэрци тивной силы по намагниченности, вход которого подключен к выходу измерительного усилителя, реле, блок формирования команд, один из выходов которого подключен к реле через контакты которого подключена дополнитвльна,я интегрирующая емкость в ин.твграторе, аналого-цифровой преобразователь индикации значений остаточной индукции, первый вход которого подключен ко второму выходу блока формирования команд, а второй вход подключен к выходу интегратора, реле времени, вход которого подключен к выходу генератора нулевых состояний напряженности поля и ко входу блока формирования команд, контакты которо го подключены параллельно к интегрирующей емкости, ко входу генератора нулевых состояний индукции и к выходу интегратора, а также подключенный к выходу упомянутого генератора Аналого-цифровой преобразователь индика ции коэрцитивной силы по индукции измерительный вход которого подключен к выходу измерительного усилител На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - зависи индукции от напряженности магнитного поля. Устройство содержит испытуемый об разец 1, электромагнит 2, управляв.мый источник 3 литания, измерительнУю обмотку 4 магнитной индукции, подключенную ко входу интегратора 5, гальваномагнитный датчик 6 напряжённости магнитного поля, подключенный ко входу .измерительного усилителя 7, генератор 8 нулевых состояний напряженности магнитного поля и генератор 9 индукции, блок 10 сравнения состояний индукции и напряженности магнитного поля, один из входов которого подключен к выходу интегратора 5,другой вход - к выходу измерительного усилителя 7, а выход блока 10 срав нения - ко входу синхронизации аналого-цифрового преобразователя 11 индикации значений Не-, , причем его измерительный вход подключен к выходу измерительного усилителя 7, реле 12 времени, блок 13 формирования команд, один из выходов которого подключен к реле 14, через контакты 15 которого подключена дополнительная интегрирующая емкость в интеграторе 5, а второй выход - ко входу синхронизации аналого-цифрового преобразователя 16 индикации В , а измерительный вход аналого-цифрового преобразователя 16 подключен к выходу интегратора 5, причем выход генератора 8 нулевых состояний напряженности поля подключен ко входу блока 13 формирования команд и к реле 12 времени, контакты 17 которого подключены параллельно к интегрирующей емкости 18, вход генератора 9 нулевых состояний индукции подключен к выходу интегратора 5, а выход генератора 9 - ко входу синхронизации аналого-цифрового преобразователя 19 индикации Н , причем измерительный вход аналого-цифрового преобразователя 19 подключен к выходу измерительного усилителя 7. Устройство работает следующим образом. Образец 1 устанавливается между полюсами электромагнита 2 и с Помощью управляемого источника 3 создается намагничивающее поле. При положительном значении магнитного поля, что соответствует I квадранту петли гистерезиса, срабатывает реле 12 времени и контактами 17 этого реле закорачивается емйость 18 .интегратора 5, прИ этом напряжение на выходе интегратора равно нулю. В момент равенства НУЛЮ размагничивающего поля, соответствующего состоянию в остаточной индукции образца, реле 12 времени срабатывает и устанавливается в положение самоблокировки, а его контакты 17 размыкают емкость 18 .интегратора 5, который с момента Н - О измеряет изменение индукции в образце 1 при перемагничивании образца во II и III квандранте (фиг.2). В момент равенства нулю напряженности магнитного поля при переходе из III квадранта в 1У напряжение на выходе интегратора 5 пропорционально удвоенному значению остаточной индукции, а магнитное состояние образца соответствует остаточной индукции со знаком минус, при этом генератор 8 запускает блок 13 формирования команд, который вырабатывает импульс деления, н результате чего срабатывает реле 14 и контактами 15 на 2 млс подключает параллельно емкости 18 интегратора 5 идентичную ей емкость осуществляя точ-эчное деление на 2 выходного напряжения интегратора 5, а задним фронтом импульса деления осуществляется скнхронизация аналого-цифрового преобразователя 16 индикации Ву . С момента деления пополам напряжения на выходе интегратора 5 осуществляется точная привязка величины магнитной индукции образца к выходному напряжению интегратора. В момент равенства нулю напряжения на выходе интегратора 5 генератор 9 вырабатывает импульс синхронизации Hj-g , в момент равенства напряжений на выходе интегратора 5 и усилителя 7 (1У квадрант, фиг..2) блок 10 сравнения вырабатывает импульс синхронизации аналого-цифрового преобразователя 11 измерения и индикации Таким образом, на цифровых табло фиксируются основные параметры петли С учетом се, CTIгистерезиса В класса аналого-цифровых преобразоват лей погрешность измерения параметров может быть записана ,5,(.)%. При стандартной кратности .предельная погрешность измерения (fpi составляет+ 1,1%., Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений параметров магнитотвердых материгшов за сче точной привязки магнитного состояния Испытуемого образца к выходным напря жениям измерительного интегратора и усилителя, за счет автоматического измерения и цифровой индикации параметров на аналогЬ-цифровых преобразо вателях с высокой разрешающей способ ностью, а также за счет устранения дополнительной динамической погрешности самописца в момент фиксации оси X (Н) при измерении литых магнитов и ферритов с крутой кривой размагничивания- или им подобных, снизит время измерения, так как отпадает не обходимость графического определения гистерезиса, что важно в условиях . -3 производственного контроля параметров магнитов. Формула изобретения Устройство для определения параметров магнитотвердых материалов, содержащее электромагнит с управляемым источником питания, измерительную обмотку, подключенную ко входу интегратора, гальваномагнитный датчик для .измерения напряженности магнитного поля, подключенный ко входу измерительного усилителя, генератор нулевых состояний индукции и напряженности магнитного поля, отличающееся тем, что, сцелью повышения точности и производительности, в устройство дополнительно введены блок сравнения состояний индукции и напряженности магнитного поля, один из входов которого подключен к выходу интегратора, другой вход-- к выходу измерительного усилителя, подключенный к выходу блока сравнения аналогоцифровой преобразователь индикации значений коэрцитивной силы по намагниченности, вход которого подключен к выходу измерительного усилителя, реле, блок формирования команд, один из выходов которого подключен к реле, через контакты которого подключена дополнительная интегрирующая емкость в интеграторе, аналого-цифровой преобразователь индикации значений оста точной индукции, первый вход которого подключен ко второму выходу блока формирования команд,а второй вход подключен к виходу интегратора, реле времени, вход которого подключен к выходу генератора нулевых состояний напряженности поля и -ко входу блока формирования команд, контакты которого подключены параллельно к интегрирующей емкости, ко входу генератора нулевых состояний индукции и к выходу ин -егратора, также подключенный к выходу упомянутого генератора аналогоцифровой преобразователь индикации коэрцитивной силы по индукции, измерительный вход которого подключен к выходу измерительного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 568918, кл. G 01 R 33/14, 1977.