Способ измерения коэрцитивной силы Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным змерениям и может быть использовано :.ри определении параметров ферромагнитных образцов в статическом режиме испытаний. Известен способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных образцов, согласно которому образец намагничивают переменным магнитным полем по предельной петле гистерезиса, регистрируют сигнал, пропорциональный намагниченности образца, затем последний подмагничивают постоянным полем до уменьшения наполовину зарегистрированного сигнала, а искомый параметр определяют по разнице намагннчивающих полей fl. В.другом способе измерения коэрци тивной си;ш искомый параметрпроперщионален разности чисел периодовкол баний постоянной частоты от начала намагничивания до достижения индукцией нуля и от этого момента до насьвцения. Однако оба этих способа ограничены по точности измерения, так как ис комая величина в том и другом способах пропорциональна разности двух других величин , существенно больших по величине (техническое насыщение образца достигается при полях, в 5-10 раз превьаяающих-коэрцитивную силу) . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения коэрцитивной силы, согласно которому вначале измеряют приращение потока в образце при его перемагничивании от К до +Н, а затем от . -Н до H-HQ, где поле HQ устанавливают таким, чтобы приращение потока составляло половину измеренного. Измеряемый параметр , т.е. прямо пропорционален постоянному току намагничивания образца. Однако погрешность измерения коэрцитивной силы по рассмотренному способу включает в себя составляющую, зависящую от погрешности измерения магнитного потока. Эта составляющая погрешности равна удвоенной погрешности измерения потока, деленной на.дифференциальную проницаемость петли гистерезиса в районе коэрцитивной силы. Полная погрешность измерения коэрцитивной силы составляет 3% и, не может быть сни- жена при использовании известного способа более, чем на 1% для образцов, с высоким значением коэффициен та прямоугольности. Цель изобретения - повышение точности измерения коэрцитивной силы. Эта цель достигается тем, что согласно способу измерения коэрцитивной силы ферромагнитных образцов при перемегничивании импульсным полем от -Н|,, до до +Н и подмагничивании постоянным полем, образец периодически перемагничивают импульсным током различной полярности, с формированием импульса тока одной из полярностей по меньшей мере один раз в течение периода, стробируют сигналы перемагничивания, соответствующие положительному и отрица тельному импульсам тока, регулируют постоянный ток до величины, при которой стробированные сигналы равны по величине, и по величине этого тока судят об искомой коэрцитивной силе. Кроме того, импульс тока одной из полярностей формируют два раза в-течение периода, стробируют сигналы перемагничивания, соответствующие положительному (отрицательному) и второму отрицательному (положительному)импуль сами тока, регулируют постоянный ток до величины, прк которой ,среднее значение стробированных сигналов равно нулю, и по величине этого тока судят об искомой ко.эрцитивной силе. На фиг.1 изобрал ена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 состояние испытуемого образца при перемагничивании; на фиг.З а, б, в графики сигналов м.д.с. Способ измерения коэрцитивной силы заключается в том, что испытуемый образец 1 (-фиг. 1) перемагничиваютпостоянным и импульсным токами F(t),возникающие в измерительной обмотке сигналы е.д.с. перемагничивания e(t) стр бируют строб-импульсами U(t) в предназначенном для этой цели блоке 2 и подают на индикатор 3. Пусть состояние испытуемого образца соответствует напр1имер, точке А (фиг.2). Под воздействием импульса тока F/t (фиг.З) сердечник перемагничивается по динаMIiчecкoй кривой А -В-С (фиг. 2), под воздействием импульса тока Р|2(фиг.2) состояние сердечника соответствует переходам C-D-A (фиг.2), под воздейс вием импульса тока F j (фиг.З) - (A-I) А )(фиг.2). Амплитуду импульсов тока регулируют в процессе, измерений таким образом, чтобы независимо от величины постоянного тока (фиг.З) состояние сердечника изменялось от точки D (фиг.2) на кривой намагничивания до точки В, т.е. от -Н до +Н, Стробируя выходные сигналы е и е})( фиг.З) строб-импульсами U и Un в блоке 2 (фиг.1), сравнивают.их между собой и регулируют постоянный БОК до тех пор, пока импульсы напряжения (вольт-секундные площадки.) этих сигналов не станут равны друг другу, что фиксируется индикатором 3. Это состояние соответствует точке А (фиг.2) на петле гистерезиса, когда приращения магнитного потока на участках D-A и А-В равны. То же самое состояние испытуемого образца достигается, если в устройстве 2 (фиг.1) выделяют сигналы е и е (фиг.З) строб-импульсами U и UQ и регулируют постоянный ток, пока среднее значение стробированных сигналов по индикатору 3 (фиг.1) не станет равны нулю. Установленное значение постоянного тока пропорционально искомой коэрцитивной силе, которую вычисляют по закону полного тока где - г DC установленное значение постоянного тока , W - число витков измерительной обмотки; Е - средняя длина магнитной силовой линии образца. Б результате использования предлагаемого способа погрешность измерения магнитного потока не влияет на погрешность измерения коэрцитивной силы, так как измерение потока не производится, а используется, по существу, метод сравнения для индикации двух одинаковых приращений потока. Погрешность сравнения существенно меньше погрешности измерения магнитного потока и определяется только чувствительностью индикатора. Влияние стробирования на погрешность измерения, если оно возникает при реализации способа, имеет систематический характер и устраняется методом компенсации. Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет существенно снизить погрешности, влияющие на результат измерения коэрцитивной силы образца. Практически,погрешность определяется погрешностью измерения постоянного тока, т.е. составляет 0,2-0,5% вместо 1-3% согласно известного. Технические преимущества предлагаемого способа делают целесообразным его применение для метрологических целей, в частности для аттестации стандартных образцов магнитных, свойств материалов. Формула изобретения 1. Способ измерения коэрцитивной Ьилн ферромагнитных образцов при перемагничивании импульсным полем от -Нц до +Н и подмагничивании постоянным полем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, образец периодически

перемагничивают импульсным током различной полярности, с формированием импульса тока одной из полярностей по меньшей мере один раз в течение периода, стробируют сигналы перемагничивания, соответствующие положительному и отрицательному импульсам тока, регулируют постоянный ток до величины, при которой стробированные сигналы равны по величине, и по величине этого тока судят об искомой коэрцитивной силе.

2. Способ по п.1, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, импульс тока одной из полярностей формируют два раза в течение периода, стробируют сигналы перемагничивания, соответствующие положительному (отрицательному) и второму отрицательному (положительнбму) импульсам тока, регулируют постоянный ток до величины, при которой среднее значение стробированг ных сигналов равно нулю, и по величине этого тока судят об искомой коэрцитивной силе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство ССЙР № 428320, кл. G 01 R 33/12, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР Ю 419822, кл. Q 01 Я 33/12, 1974.

3.Электрические и магнитные измерения. Под ред.Е.Г.Шрамкова, ОНТИ, 1937, с.602 (прототип).

U{t)

и 1

а

е,

е ,

фсег.Ъ