Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01R33/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРЮМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

I

Изо етение относится к магнитометрии, в частности, к испытаниям ферромагнитный ма-. териалов и измеренто их статических магнитных характеристик на стержневых образцах и- может быть использ(И1ано для записи петли магнитного гистережса на двухкоординатном графопостроителе.. Преимущественная область ишользовання предлагаемого устройства - измерения магнитных х актеристик на стержневых образцах, намагничиваемых в разомкнутой магнитнш цепи.

Известно устройство, которое содержит задатчик закона изменения напряженности намагничивающего поля, управляемый источник тока, электромагнит, коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля, усялители, интеграторы и двухкоординатный регистрирующий прибор 1.

Шдостатком известного устройства является ниясая точность при испытании ферромагнитных материалов в разомкиутой магнитной цепи в условиях, когда отноштельная магнитная проницаемость изменяется в значительных пределах (например, от 10000 до 1). Это

обусловлено тем, что напряженность намапшчивающего поля для магннтомягких материалов даже на небольших расстояниях от поверхности образца в сильнсж степени отличается от напряженности внутри образца. Кроме того, точность измерений напряженности магнитного поля ограничена чувствительностью ищо ционной катуижи (минимальная величина напряженности магнитного поля, измеряемого индукционной катушкой, составляет

10 прнмерно 1000 А/м).

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения статических магнитных

ts характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные управляемый источник тока и намагничивающую обмотку, датчик индукции магнитного поля, подключенный через последовательно соединен20ные усилитель и интегратор ко входу У двухкоординатного самописца, снабжено генератором переменного напряжения, двумя избирательными усилителями, настроенными на

вторую и четвертую гармоники основ 1ой частоты генератора, двумя синхронными детекторами и сумматором, причем выход усилителя через соответствующие последовательно включенные избирательный усилитель и синхронный детектор подключен ко входам сумматора, выход которого связан со входом X двухкоординатного самописца, а первый, второй и третий выходы тенератора переменного напряжения подключены соответственно к датчику индукции магнитного поля и управляющим входам первого и второго синхронных детекторов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - взаимное расположение испытуемого образца и датчика индукции.

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов на стержневых образцах, намагничиваемых в разомкнутой магнитной цепи, содержит управляемый источгшк 1, намагничивающую обмотку 2 (соленоид), генератор 3 переменного напряжения, пьезокерамический вибратор 4, датчик 5 магнитной индукции, усилитель 6, избирательные усилители 7 и 8, интегратор 9, синхронные flefeKiopbi 10 и 11, двухкоординатный самописец 12 к сумматор 13. Выход управляемого источника 1 тока соединен с намагничивающей обмоткой 2. Первый выход tx) генератора 3 переменного напряжения подключен к вибратору 4, а второй 2 о и третий 4 и) его выходы соответственно подключены к управляющим входам синхронных детекторов 10 и 11. Измерительная обмотка датчика 5 индукции через усилитель 6 подключена параллельно входам интегратора 9, избирательных усилителей 7 и 8. Избирательный усилитель 7 настроен на вторую гармонику генератора 3, а избирательный усилитель 8 - на четвертую гармонику генератора 3. Выходы избирательных усилителей 7 и 8 соответственно через синхронные детекторы 10 и 11 и сумматор 13 подсоединены ко входу X двухкоординатного самопиода 12, ко входу У которого подключен выход интегратора 9.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый образец 14 располагают продольной осью вдоль направления однородного магнитного поля намагничивающей обмотки 2 (фиг. 2). В центральной части образца коаксиально размещают датчик 5 индукции и напряженности магнитного поля, возникающих в образце ферромагнитного матертала. Под воздействием напряжения генератора 3 датчик 5 за счет вибратора 4 начинает совершать электрострикционные колебания с удвоеннснй частотой. При этом в измерительной обмотке

датчика 5 возникает ЭДС, амплитуда нгорой гармоники КОТО11ОЙ прямопорциональна напряженности магнитного поля, а амплитуда четвертой гармоники прямопропорциональна градиенту напряженности магнитного поля. ЭДС, возникающая в измерительной обмотке датчика 5, пропорциональна скорости изменения индукции ферромагнитного материала в поперечном сечении образца. Указанные сигналы

0 через широкополосный усилитель 6 поступают на усилители 7 и 8 и интегратор 9, где происходит их разделение. На выходе интегратора 9 формируется сигнал, пропорциональный индукции, а на выходе сумматора 13 5 сигнал, пропорциональный напряженности внутреннего намагничивающего поля внутри ферромагнитного образца. При непрерывном изменении намагничивающего тока в намагничивающей системе от минимума до максимуQ ма с переходом через ноль на двухкоординатном самописце регистрируется замкнутая петля магнитного гистерезиса.

Предлагаемое устройство позволяет произ, водить испытания ферромагнитных материалов

, в разомкнутой магнитной цепи с высокой точностью как магнитомягких, так и магнитотвердых материалов, что достигается высокой чувствительностью используемого датчика (1 А/м), идеальной линейностью датчика во всем диапазоне магнитных полей, измерением напряженности магнитного поля внутрт ферромагнитного образца, использованием одного и того же преобразователя для измерения индукции и напряженности

магнитного поля.

Формула изобретения

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные управляемый источник тока и намагничивающую обмотку, датчик индукции магнитного поля, подключенный через последовательно соединенные усилитель и интегратор ко входу У двухкоординатного самопи ща,, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерений, оно снабжено генератором переменного напряжения, двумя избирательными усилителями, настроенными на вторую и четвертую гармоники основной частоты генератора, двумя синхронными детекторами и сумматором, причем выход усилителя через соответствующие последовательно включенные избирательный усилитель и синхронный детектор подключен ко входам сумматора, выход которо го связан со входом X двухкоординатного самописца, а первый второй и третий выходы генератора подключены соответственно к датчику индукции магнитного поля и управляюишм входам первого и второго синхронных детекторов.

901959«

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 297933. кл. G 01 R 33/12, 1967.

. 1