Устройство для измерения намагниченности ферромагнитных изделий Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАМАГНИЧЕННОСТИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для промышленного контроля степени намагниченности ферромагнитных материалов и изделий из них. Известно устройство для определения степени намагниченности сердечников магнитных усилителей, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде ферромагнитного сердечника замкнутой формы с нанесенными на него катушками, первая из которых включена на вход генератора синусоидальных колебаний, а вторая соединена с индикатором, который регистрирует выходной игнал, создаваемый в сердечнике пропорциональный степени намагниченности проверяемого ферромагнитного се дечника ij . Однако такие устройства сложны в эксплуатации, а также требуют (для к дой партии образцов ) изготовления чувствительных элементов определенно формы и размеров, что существенно сн жает производительность контроля, и имеют низкую точность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой ство для измерения намагниченности ферромагнитных изделий, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде кольцевого ферритового сердечника с нанесенными на него катушками, первая из которых соединена последовательно с резистором и включена на вход генератора переменного напряжения, к которому параллельно подсоединена входная цепь дифференциально-диодного фазочувствительного блока, а вторая . катушка, со средней точкой, подк.гаочена к дифференциально-диодному фазочувствительному блоку, выход которого соединен с индикатором, позволяющим оценивать степень намагниченности ферромагнитных изделий l2j . Недостатком этого устройства являются низкая точность определения степени намагниченности, обус.ловленная нестабильностью коэффициента передачи чувствительного элемента, а также узкий динамический диапазон. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигаемся тем, что устройство для измерения намагниченности ферромагнитных изделий, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде ферритового сердечника с нанесенными на него обмотками, первая из которых соединена последовательно с резистором и включена на вход генератора переменного напряжения, к которому подсоединена параллельно входная цепь дифференциальнодиодного фазочувствительного блока, а вторая обмотка, со средней точкой, подключена к дифференциально-диодному фазочувствительному блоку, и индикатор, снабжено дополнительной обмоткой, эталонным резистором и цепью отрицательной обратной связи, вход которой подключен к выходу дифференциально-диодного блока, а выход к дополнительной обмотке, размещенной на ферромагнитном сердечнике, последовательно с которой включены индикатор и эталонный резистор.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для измерения намагниченности ферромагнитных изделий; на фиг.2. - зависимость магнит- ной проницаемости ферритового сердечника от напряженности магнитного поля.

Устройство состоит из чувствительного Элемента 1 (фиг.1), выполненного из ферритового сердечника с нанесенными на него обмотками. Обмотка 2 последовательно соединена с резистором 3 и включена на вход генератора 4 переменного напряжения, к которому подсоединена параллельно входная цепь дифференциально-диодного фазочувствительиого блока 5. Обмотка 6-1, 6-2 со средней точкой подключена к дифференциально-диодному фазочувствительному блоку 5, выход которого через цепь 7 отрицательной обратной связи, содержащую усилитель 8 постоянного тока, подключен к дополнительной обмотке 9, размещенной на ферритовом сердечнике, последовательно с которой включены индикатор 10 и эталонный резистор 11.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое ферромагнитное изделие располагают вблизи чувствительного элемента 1. В результате при разомкнутой цепи 7 отрицательной обратной связи рабочая точка ферритового сердечника перемещается по кривой (K) из точки 12 в точку 13 (фиг.2). Индуктивность обкютки 2-Ц становится равной

. Ц(.-ё

Углы сдвига фаз Ч и i/i между питающими напряжением U и токами tj и e,j, протекающими по цепочкам: обмотка 2, резистор 3 и обмотка 14,

в этом случае

резистор 15

(Л) ntj-b}.

(2) (,3, arctg---(, arctg- - -- ; (3)

Ra

На выходе дифференциально-диодного фазочувствительного блока 5 (фиг.1) появляется напряжение

и kiU4l/r(l+cos4)-t2(l-cost/)l (4 ) где k - коэффициент пропорциональности;

,UrT)4 амплитуды напряжений на обмотках 6-1, 6-2, 16 (Lj, 14., Is)

(3) замыкании отрицательной обратной связи в дополнительной обмотке 9 возникает ток

3 ,y2(l+cosV) -Y2(l-cos4)J , (5 )

который создает в ферритовсм сердечнике магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку, обусловленному расположенным вблизи сердечника контролируемым изделием.

В результате положение рабочей точки 12, следовательно, и коэффициент передачи чувствительного элемента 1 стабилизируются. Это исключает работу чувствительного элемента 1 на пологих участках петли гистерезиса, что приводит к повышению точности и расширению динамического диапазона.

О степени намагниченности ферромагнитного изделия судят по току в дополнительной обмотке 9..

Формула изобретения

Устройство для измерения намагниченности ферромагнитных изделий, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде ферритового сердечника с нанесенными на него обмотками, первая из которых соединена последовательно с резистором и включена на вход генератора переменного напряжения, к которому подсоединена параллельно входная цепь дифференциально-диодного фазочувствительного блока, а вторая обмотка, со средней точкой, подключена к дифференциально-диодному фазочувствительному блоку, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительной обмоткой, эталонным резистором и цепью отрицательной обратной связи, вход которой подключен к выходу дифференциально-диодного блока-, а выход - к дополнительной обмотке, размещенной на ферромагнитном сердечнике, последовательно с которой включены индикатор и эталонный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

J 1

фаг I

-Н

Н

о

фаг2