Способ измерения потерь энергии на вращательный гистерезис Советский патент 1981 года по МПК G01R33/14 

Изобретение относится к измерению магнитных величин, в частности к измерению и излучению физики гистерезиса во вращающемся магнитном поле, и может быть использовано для исследования ферромагнитных материалов, применяемых в приборостроении для изготовления навигационной аппаратуры различного назначения, кроме того, изобретение может найти применение в электротехнике при создании гистерезисных электродвигателей. Известен способ определения потерь энергии на вращательный гистерезис (ПВГ) путем измерения помещенными близко к испытываемому образцу и спе циально ориентированными катушками индуцированного в них напряжения, содержащего гармоники, пропорциональ ные составляющим внутреннего магнитного поля и намагниченности образца включающий помещение образца со специальной обмоткой в магнитное поле и вращение его с постоянной угловой скоростью с помощью сжатого воздуха выделение суммирующими усилителями необходимой гармоники, получение на осциллографе эллипса, позволяющего вычислить угол Ч отставания вектора намагниченности от вектора намагнич вающего поля, характеризующий величину ПВГ, вычисление Cl Недостатки этого способа - ограниченность применения: с помощью этого способа можно исследовать только изотропные материалы с малой проводимостью и образцы в виде дисков с малым отношением толщины к диаметру,, а также невозможность непосредственного измерения величины ПВГ и длительные вычисления, связанные с их определением. Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения вращающего механического момента испытуемого магнитного образца,включающий закрепление образца на подвесной системе, намагничивание его вращающимся магнитным полем, измерение угла поворота вектора магнитного поля, преобразование величины механического вращающегося момента образца в пропорциональный электрический сигнал, измерение параметров этого сигнала Г2. Недостатком этого способа является невозможность непосредственного оп- . ределения величины ПВГ, для нахождения которых необходимо измерение параметров электрического сигнапа на

вухкоординатном самописце с записью а нормированной бумаге, планиметриро ание площади гистерезисной кривой ли ее вырезание и взвешивание на налитических весах, вычисление.

Цель изобретения - повышение прозводительности .

С этой целью согласно способу из мерения потерь энергии на вращательный гистерезис, включающему намагничивание образца вращающ 1мся магнитным полем, преобразование механического вращающего момента образца в пропорциональный электрический сигнал, электрический сигнал перед измерением масштабно усиливают с последующим аналоговым интегрированием.

На чертеже представлена структурная схема устройстваJ, реализующего f предложенный способ измерения ПВГ.

Устройство содержит постоянный магнит 1, подвесную систему 2, на стержне которой закреплены зеркало 3 и рамка 4 с градуировочной обмоткой 5, исследуемый образец 6, электромагнит 7 для намагничивания образца, источник 8 света, датчик 9 угла поворота .электромагнита, последовательно соединенные дифференциальный фотоэлемент 10, фотоэлектрический усилитель 11 и компенсационную обмотку 12, последовательно соединенные и подключенные к выходу фотоэлектрического усилителя аналоговый блок 13, цифровой вольтметр 14, блок 15 управления. Датчик 9 угла поворота электромагнита связан через блок 15 управления; с аналоговым блоком 13 и цифровым вольтметром 14.

о Устройство работает следующим образом.

При помещении, исследуемого обраэца 6, закрепленного на подвесной системе 2, в постоянное однородное магнитное поле, созданное электромагнитом 7, на образец действует вращающий момент, стремящийся повернуть образец так, чтобы ось легкого намаг- «ичивания была параллельна вектору напряженности магнитного поля.

Вследствие поворота образца про1ИСХОДИТ поворот всей подвесной системы, 8а которой находятся также зеркало 3 и рамка 4 с обмотками. При

повороте зеркала отраженный луч производит разбаланс моста с дифференцированным фотоэлементом 10. Напряжение рассогласования подается на фотоэлектрический усилитель 11, нагрузкой которого является компенсационная обмотка 12 рамки 4. В результате взаимодействия поля компенсационной обмотки, по которой течет пропорциональный напряжению разбаланса моста ток, с полем постоянного магнита 1 рамка создает вращающий момент, равный и противоположный по направлению вращающему моменту образца, подается на аналоговый блок 13, где подвергается масштабному усилению и интегрированию.

Коэффициент масштабного усилителя выбирается для каждого образца специально в зависимости от объема образца, скорости вращения магнита, с учетом согласования выхода масштабного усилителя со входом усилителя постоянного тока интегратора.

Использование предлагаемого способа в сравнении с известными обеспечивает быстрое, точное и непосредственное измерение величины потерь энергии на вращательный гистерезис в магнитных материалах.

Формула изобретения

Способ измерения потерь энергии на вращательный гистерезис, включающий намагничивание образца вращающимся магнитным полем, преобразование механического врг щающего момента образца в пропорциональный электрический сигнал, отлича ющийс я тем, что, с целью повышения производительности, электрический сигнал перед измерением масштабно усиливают с последующим аналоговым интегрированием.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.J.Bonnefous журнал Comptec Rendas, 1962, т.225, №15, р.1706.

2.Приборы и техника эксперимента , 1960, 5, с.З.