Устройство для контроля динамики сложного намагничивания Советский патент 1982 года по МПК G01R33/14 

I

Изобретение относится к маггоггяым измерениям, предназначено для контроля динамнкн намагничивания ферромагнетнтов в сложных магнитных полях и может быть ишользовано для неразрушающего контроля ферромагнитных материалов и изделий.

Известно устройство -для осциллографирования кривой индукции от намагничивающего поля, содержащее источник тока возбуждения, исследуемый образец, интегр;атор, устройство, вырабатывакидее напряжение nponopmoiwiv но току, и электронно-лучевой осциллограф 11.

Однако известное устройство не позволяет проводить наблюдение динамики сложного намагничивания.

Известно также устройство для оодиллографнрования динамики сложного перемапгачивания ферромагнетиков, содержащее после-. довательно соединенный блок намагничивания, вырабатывающий сложный двухчастотный сигнал, намагничивающую обмотку и образ- . цовый резистор, последсюательно соединенные нзмерительную обмотку, интегратор и злектронный осциллограф, причем его вход канала горизонтального отклонения связан с образцовым резистором 2.

Однако в данном устройстве при соотношениях частот возбуждающих полей 100 н более снижается надежность контроля, так как при таком соотнощении частот наблюдения динамики намагничивания ферромагнетика либо затрудаяется, либо вообще невозможна иэ-за большой разности уровней низ10кочастотных и высокочастотных сигналов на входах злектронного осциллографа.

Цель изобретения - повышение точнос{й контроля при соотношенин частот намагни швающих полей 100 и более.

15

Поставленная цепь достигается тем, что устройство для контроля динамики сложного намагничнвання, содержащее блок намагничивания, подключенную к его первому Bbixody намагничивающую обмотку, интегратор, лодЖключенную к его входу нзмерительную обмотку и электронный осщшлограф, дополнительно снабжено второй намагничивающей обмоткой, пощслюченной ко второму выходу

3

блока намагьшчивания, последовательно соединенными первым блоком выборки и запоминания и первым суммирующим усилителем последовательно соединенными второй измерительной обмоткой, вторым интегратором, вторым блоком выборки и запоминания, вторым суммирующим усилителем, а также сдвоенным ключом, первая и вторая пара контактов которого шунтируют второй вход и выход соответственно первого и второго суммирующих усилителей, причем вторые входы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, выход первого суммирующего усилителя - к пластинам вертикального отклонения осдиллографа, выход второго суммирующего усилите-. ля - к пластинам горизонтального отклонения осщшлографа, третий выход блока намагничивания - к общим управляющим входам блоков выборки и запоминания и Модулятору яркости электронного осциллографа, - второй вход первого блока выборки и запоминания связан с выходом rfepBoro интегратора.

Кроме того, блок намагничивания выполнен в виде последовательно соединенных генератора низкой частоты, фазовращателя, формирователя строб-импульса, генератора высокой частоты, причем выход генератора низкой частоты связан с первым выходом блока намагничивания, выход генератора высокой частоты - со вторым выходом блока намагничивания, а выход формирователя стробимпульса подключен к третьему выходу- блока намагничивания.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - формы кривых при сложном намагничивании: а - низкочастотный гистерезисный цикл; б - область динамических частных циклов.

Устройство содержит блок 1 намагничивания, две намагиичийающне обмотки 2 и 3,измерительную обмотку 4, подключенную ко входу первого интегратора 5, измерительную катушку 6 поля, подключенную ко входу второго интегратора 7, два суммирующих усилителя 8 и 9, один из которых включен между первым интегратором 5 и входом канала вертикального отклонения электронного осциллографа 10, а другой - между вторым интегратором 7 и входом канала горизонтального отклонения электронного осциллографа 10, два блока 11 и 12 выборки и запоминания, сигнальньге входы которых подключены соответственно к выходам первого 5 и второго 7 интеграторов, а выходы соответственно к первым входам суммирующих усилителей 8 и 9.

019604

Устройство также содержит сдвоенный ключ 3, первая и вторая пары контактов которого щ нтируют второй вход и выход соответственно первого 8 и второго 9 сум5 мирующих усилителей.

Блок 1 намагничивания выполнен в виде последовательно соединенных генератора 14 низкой частоты, фазовращателя 15, формирователя 16 строб-импульса, генератора 17 fO высокой частоты, причем выход генератора 14 низкой частоты связан с первой намагничивающей обмоткой 2, выход генератора 17 высокой частоты - со второй намагничивающей обмоткой 3, а выход формирователя 16 15 строб-импульса подключен к общим управляющим входам блоков 11 и 12 выборки и запоминания и к модулятору яркости электронного осциллографа 10.

Устройство работает следующим образом. 2Q Блок 1 намагничивания и связанные с ним намагничивающие обмотки 2 и 3 -обеспечивают воздействие на испытуемое изделие двух электромагнитных полей, одно из которых низкочастотное, от единиц до десятков герчд 25 и большой напряженности, а другое - с частотой в 100 и более раз выше и малой напряженности. Измерительная обмотка 4 и первый интегратор 5 обеспечивают получение сигнала, пропорционального индукции, а измерительная катушка 6 поля и второй интегратор 7 - сигнала, пропорционального напряженности.

Часто интерес представляет возможность контроля динамики сложного намагничивание в любой точке низкочастотной петли гистере35 эиса, что затруднено из-за большой разницы уровней возбуждающих полей, а следовательно значительного отлиадя размеров высокочастотного частного цикла и низкочастотной. петли гистерезиса. Кроме того, измерение точки наблюдения требует постоянной перерегулировки уровней смещения электронного осциллографа. Это снижает точность определения области наблюдения и усложняет процесс испытания.

45 Для исключения )а аэанных недостатков в схему между интеграторами 5 и 7 и электронным осщиллографом 10 введены суммпрующие усилители 8 и 9, на первые входы которых подаются напряжения, пропордаональ50 ные Bi и Нг (фиг. 2 а), вырабатываемые блоками 11 и 12 выборки и запоминания. Это обеспечивает автоматическое смещение области наблюдения в центр экрана электронного осциллографа 10. Необходимый размер 55 изображения частных циклов на экране электронного осциллографа 10 обеспетавается регулированием коэффициента усиления по осям суммирующих усилителей 8 и 9. Сдвоенный ключ 13 позволяет раздельно получать на экране электронного осциллографа 10 как низкочастотные гистерезисные циклы (фиг. 2 а) при замкнутых контактах ключа 13, так и область с частными цикл ми (фиг. 2 б) при разомкнутых контактах ключа )3. Обеспечение стабилизации сдвига по фазе между намагничивающими полями, необходимой для получения неподвижного изображения на экране электронного осциллографа 10 при кратных в общем случае частотах этих полей, достигается блоком 1 намагничивания, который вьшолнен в виде последовательного соединешя генератора 14 низкой частоты, фазовращателя 15, формирователя 16 стробимпульса и генератора 17 высокой частоты. Формирователь 16 строб-импульса вырабатыва ет короткий импульс, длительность которого должна включать 10-15 периодов высокочастотного поля. Строб-илшульс с формирователя 16 поступает на вход запуска генератора 17 высокой частоты, выполненного по схеме генератора ударного возбуждения. Кроме того, этот импульс используется для улравле: ния блоками 11 и 12 выборки и запоминания . и для получения световой метки на экране электрошого осциллографа 10. Нужный момент форКшрования строб-импульсов обеспечивается фазой напряжения, вырабатываемой фазовращателем 15. Такая схема стабилизации сдвига фазы меж; намагничивающими полями при плавном изменении частоты высокочастотного генератора в цшроко заданных пределах не требует вы(юкой стабильности частоты генератора 17 и обеспе ает неподвижное изображение на экране электронного осяшллографа 10, несмотря на то, что частоты в общем случае могут быть не кратными. Таким образом, применение автоматнческого смещения и усиления в сочетании с высокой/степенью синхронизации изображения частных циклов обеспечивает повышение точности и производительности контроля. Формула изобретения 1. Устройство для контроля динамики сложного намагничивания, содержащее блок намагничивания, подключенную к его первому выходу намагничивающую обмотку, интегратор, подключенную к его входу измерительную обмотку н электронный осциллограф, отличающееся., тем, что, с целью повышения точности при соотнои1ениях частот намагничивающих полей 100 и более, оно дополнительно снабжено второй намагничивающей обмоткой, подключенной ко второму выходу блока намагничивания, последовательно соединенными первым блоком выборки и запоминания и первым суммирующим усилителем, последовательно соединенными второй измерительной обмоткой, вторым интегратором, вторым блоком выборки и запоминания, вторым суммирующим усилителем, а также сдвоенным ключом, первая и вторая пара контактов KOTofrero щ)лнтируют второй вход и выход соответственно первого н второго суммирующих усилителей, причем вторые входы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно к вы- . ходам первого и второго интеграторов, выход нервого суммирующего усилителя - к пластинам вертикального отклонения осциллографа, выход второго суммирующего усилителя - к пластинам гортзонтального отклонения осциллографа, третий выход блока намагничивания - к общим управляющим входам блоксв выборки и запоминания и модулятору яркости электронного осциллографа, второй вход первого блока выборки и запоминания связан с выходом первого интегратора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок намагничивания вьшолнен в виде последовательно соединенных генератора низкой частоты, фазовращателя, формирователя строб-импульса и генератора высоксж частоты, причем выход генератора низкой частоты связан с первым выходом блоки намагничивания, выход генератора высокой частоты - со вторым выходом блока намагничивания, а выход формирователя строб-импульса подключен к третьему выходу блока намагничивания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии N 4742352, кл. G 01 R 33/12, 2.Ращение о вьщаче по заявке № 2796219, кл. G 01 R 33/14, 1980.