Устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных колец Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИ1НЫХ CBCrfiCTB ФЕРРОА1АГНИТНЫХ КОЛЕЦ

I

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для, измерения магнитных свойств ферромагнитных колец, в частности для измерения азимутальной неоднородности магнитных

(ЖОЙСТВ.

Известно устройство, позволяющее измерять магнитные свойства ферромагнитных колец, которое содержит потенциалометр, выполненный на серцечнике Побразной формы, в зазоре которого раз мешен нуль-индикатор, выполненный в виде датчика Холла и связанный с входом усилителя, выход которого через последовательно соединенные управляемый источник тока и компенсационную обмотку, нанесенную на сердечник, соединен с регистрирующим прибором IL.

Недостаток устройства заключается в его невысокой точности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, которое содержит магнитопровод.на которь й нанесена компенсационная обмотка, соединенная- с источником компенсационного тока, намагничивающую обмотку с дополнительными витками, помещенную на образце, испытательный мост из магнитно-мягкогО материала, измерительную обмотку нанесенную на образец и включенную в цепь баллистического гальванометра Г21.

Однако устройство не предусматривает непосредственного измерения азимутальtoной неоднородности магнитных свойств ферромагнитных колеи.

Известное устройство может быть применено для. измерения магнитных свойств

15 отдельных участков ферромагнитного кольца, при этом возникают погрещности обусловленные непостоянст1юм средней напряженности поля.

Кроме того, оно не предназначено

20 для измерений неоднородностей в переменных магнитных полях.

Цель изобретения - повыщение точности измерений. 38 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных колец, содер жащее потенциалометр с обмоткой, подключенной к нуль-индикатору, намагничипаюшую и компенсационную обь-готки, источник намах ничиваюшего тока и источник компенсационного тока, входы которых соединены с генератором переменного напряжения, и регистрирующий блок, введены усилитель тока, сумматор и два резис тора, один из которых включен между ис чником намагничивающего тока и намагни чивающей обмотки, второй резистор вклю чен между компенсационной обмоткой и источником компенсационного тока, при этом выводы второго резистора соединены с одним из входов сумматора,а другой вход соединен с выводами первого резистора и входом ус шителя тока, выхо которого подключен к намагничивающей обмотке, а выход сумматора подсоединен к регистрирующему блоку,. На чертеже показана структурная схема устройства для измерения магнитных свойств ферромагнитных колея. Устройство содержит нуль-индикатор 1, нa faгзI яивaющyю обмотку 2, образец 3, потенциалометр 4 с обмоткой 5, ком пенсационную обмотку 6, усилителЬ 7 то ка, резисторы 8 и 9, сумматор 1О, источник 11 компенсационного тока , регистрирующий блок 12, источник .13 намагничиваюш.его тока, генератор 14 пере менного напряжения. Устройство работает следующим обрагом. При намагничивании кольцевого образца 3 перемпнным током протекающим в обмшже 2 DT источника 13 намагничивающего тока через резистор 9, в образце создается магнитный поток, величи на которого Б силу непрерывности индукции в неоднородной среде и значение про ницаемости М / 1, остается постоянной. При наличии неоднородностей магнитных свойств, на отдельных участках образца создается неодинакодая напряженность магнитного поля. Отклонение величины напряженности п ля определяется относительно среднего значения, которое определяется по закону полного тока U -ГЦ - среднее значение напряженности поля по окружности образца в отсутствии тока в обмотке 6; 1 ВСР- длина средней линии; Эц - амплитуда намагничивающего тока источника 13 тока; Vy ц - число витков намагничивающей обмотки 2.. На контролируемом участке образна установпен сердечник потенциалометра 4 с обмоткой 5. Падение магнитного напряжения на контролируемом участке создает поток в сердечнике потенциалометра 4. Ток, регулируемый по амплитуде и фазе источником 11 компенсационного тока, протекает через резистор 8 и компенсационную обмотку 6, компенсируя при этом падение магнитного напряжения на контролируемом участке. В момент полной компенсации поток в сердечнике потенциалометра 4 отсутствует, что ретистрируется нуль-индикатором Р полной компенсации падение напряжения на {Резисторе 8 пропорционально магнитному напряжению на контролируемом участке, а следовательно, среднему значению напряженности магнитного поля на этом участке. Компенсационный ток в обмотке б создает дополнительную магнитодвижущую силу, при этом средняя напряженность поля в образце, .. Н ч где Hgp - среднее значение напряженности поля при компенсации магнитного напряжения контролируемого участка; - число витков компенсационной обмотки; 3, - компенсационный ток. При компенсации магнитного напряжения на различных участках образца с неоднородными свойствами, средняя напряженность меняется пропорционально току 3 у. При определении относительной неоднородности необходимо постоянное значение Н , для чего через намагничивающую обмотку 2 пропускают дополнительный ток, пропорциональный компенсационному току Zfy; от усилителя 7 тока в противофазе основному току 3 ц . При этом , ССР JH H-JKCK WH-WK) г где К - коэффициент пропорциональности между .выходным током усилителя 7 и током . При условии К(/ц Y получим Таким образом, средняя напряженность 1агнитного поля в образце остается посто$шной. Питание источников 11 и 13 тока осуществляется от генератора 14 переменного напряжения. Для непосредственного отсчета величины азимутальной неоднородности, напряжение с резистора 8 пропорциональное средней напряженности контролируемого участка подается на один вход сумматора 10, а на другой вход подается напряжение с резистора 9, пропорциональное общей сред ней напряженности поля в образце. Выходное напряжение сумматора и К,()-, где К л - коэффициент пропорциональности По показашшм регистрирующего блока 12 при VWjConst можно определить непо средслвенио величину относительной неоднородности магнитных свойе1в ферромагнитного кольцп. Введение усилителя тока и резистора 8 позволяет стабилизировать среднюю напряженность поля в образце, при измерении напряженности поля на контролируемом участке компенсационным методе. Стабилизация средней напряженности поля необходима для получения идентичности условий испытания при контроле неоднородности магнитных свойств вдоль средней линии кольца, а также для непосредственного отсчета величины неоднородности. Введение сумматора и резисторов позволяет выделить разностный сигнал, пропорциональный неоднородности магнитных свойст s i кольца и произвести непосредственный отсчет. Таким образом, предложенное устройство по3:воляет стабилизирювать .среднюю напряженность магнитного псжя и определить азимутальную неоднородность магнитных свойств ферромагнитных колец. Формула изобретения Устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных колец, содержащее потенциалометр с обмоткой, подключенной к нуль-индикатору, намагничивающую и конденсационную обмотки, источник намагничивающего тока и источник компенсационного тока, входы которых соединены с генератором переменного напряжения и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено усилителем тока, сумматором и двумя резисторами, один из которых включен между источником намагничивающего тока и намагничивающей обмоткой, второй резистор включен между ситочником компенсационного тока и компенсационной обмоткой, при этом выводы второго резистора соединены с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходами первого резистора и входом усилителя тока, выход которого, подключен к намагничивающей обмотке, а выход сумматора подсоединен к регистрирующему блоку. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 53Q290, кл. G О1 R 33/02, 1976, 2, Февралева Н. Е. Магнитотвердые материалы и постоянные магниты Киев, Наукова Думка , 1969, с. 141-143.

to

«М