Устройство для регистрации динамических петель гистерезиса Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПЕТЕЛЬ ГИСТЕРЕЗИСА

1

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для регистрации гистерезисных циклов в динамическом режиме пере.магничивания.

Известно устройство для записи динамических петель гистерезиса, содержащее испытуемый образец с намагничивающей обмоткой, подключенной к источнику намагничивающего тока и блоку формирования стробимпульсов, связанному с входами смесителей, и регистрирующий прибор. Устройство снабжено катушкой взаимной индуктивности и двумя сумматорами-интеграторами, один из которых включен между измерительной обмоткой и вторым входом одного из смесителей, а второй - между катушкой взаимной индуктивности и вторым входом второго смесителя, причем выходы обоих смесителей подключены к регистрато у СП .

Однако данному устройству свойственна низкая точность регистрации гистерезисных циклов с высоким коэффициентом прямоугольности.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является установка для записи кривых намагничивания ферромагнитных материалов в динамическом режиме, содержащая источник ничивающего тока, подключенный к формирователю быстроизменяющегося пилообразного напряжения и намагничивающей обмотке, последовательно с которой включен эталонный резистор, а также-два стробоскопических смесителя, один из которых подключен к интегратору, вход которого соединен с измерительной обмоткой, второй - к эталонному резистору, выходы, стробоскопических смесителей подсоединены к регистрирующему прибору, а их управляющие входы к формирователю строб-импульсов, который через блок сравнения соединен с формировагелями быстроизменякицегося и медленноизменяющегося напряжения t21.

В известном устройстве формируются строб-импульсы, фазовый сдвиг которых относительно фазы регистрируемого процесса изменяется с постоянной скоростью. Для петель гистерезиса с большей степенью прямоугольности на некоторых участках происходит резкое изменение индукции при незначительном изменении напряженности поля, поэтому количество точек считывания, а следовательно, и точность регистрации на этом участке малы.

Цель изобретения - повьциение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации динамических петель гистерезиса, содержащее источник намагничивающего тока, один выход которого через намагничивающую обмотку соединен с эталонным резистором, а другой выход подключен к последовательно соединенным формирователю быстроизменяющегося напряжения, блоку сравнения и формирователю строб-импульсов, выход которого связан с входами первого и второго смесителей, причем второй вход первого смесителя через интегратор соединен с измерительной обмоткой, второй вход второго смесителя подключен к средней точке между эталонным резистором и намагничивающей обмоткой,выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первым и вторым входами регистратора, а второй вход блока сравнения подключен к выходу формирователя медленноизменяющегося напряжения,дополнительно введены последовательно соединенные вторая измерительная обмотка и диодный мост, выход которого соединен с вторым входом формирователя быстроизменяющегося напря.жения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для регистрации динамических петель гистерезиса; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит формировател 1 медленноизменяющегося напряжения, блок 2 сравнения, формирователь 3 быстроизменяющегося напряжения,формирователь строб-импульсов,диодный мост 5, источник 6 тока, образец 7, измерительные обмотки 8 и 9, намагничивающую обмотку 10, образцовый резистор 11, интегратор 12, смесители 13 и 14, регистратор 15; формирователь 3 быстроизменяющегося напряжения состоит из последовательно включенных формирователя 16 прямоугольных импульсов, триггера 17 и интегратора I8j формирователи 1 медленноизменяющегося напряжения и 3 быстроизменяющегося напряжения подключены к блоку 2 сравнения,который соединен с фррмироват-елем 4 5 строб-импульсов, управляющим смесителями 13 и Н, К входу формирователя 16 прямоугольных импульсов подключен источник 6 тока, и к одному из входов интегратора 18 подключена 0 измерительная обмотка 8 через диодный мост 5- Намагничивающая обмотка 10 подсоединена к источнику 6 тока, образцовому резистору 11 и смесителю 1А.Измерительная обмотка 9 через 5 интегратор 12 подключена к смесителю 13- Выходы смесителей соединены с регистратором 15.

Устройство работает следующим образом.

0 От источника 6 тока через ничивающую обмотку 10 и эталонный -резистор 11 протекает переменный ток, .обеспечивающий перемагничивание образца 7. С эталонного резистора 11 д снимается напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля в образце, а с измерительной обмотки 9 - напряжение, пропорциональное скорости изменения индукции, которое д интегрируется интегратором 12,с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное индукции. Эти два напряжения поступают на смесители 13 и 1, на управляющие входы которых подается сигнал с формирователя Ц строб-импульсов обеспечивающий трансформацию спектра в область низких частот. Со смесителей 13 и И напряжения поступают на регистратор 15. Скорость записи гистерезисных циклов и количество точек считывания зависит о.т скорости изменения фазового сдвига между строб-импульсами и намагничивающим током.

Строб-импульсы формируются следующим образом. Переменное напряжение от источника 6 тока поступает на формирователь 16 прямоугольных импульсов, где формируются прямоуголь ные импульсы, которые триггером 1 преобразуются в импульсы, частота которых меньше в два раза. Эти импульсы поступают на один из входов интегратора 18. В этом случае на вы ходе формирователя3 быстроизменяющегося напряжения будут импульсы пилообразной формы (фиг.2,пунктирмая кривая 19). Однако при перемагничивании ферромагнитного образца с высокой степенью прямоугольности петли гистерезиса индукция в образце резко изменяет свое значение и ЭДС на измерительной обмотке 8 имеет форму разнополярых импульсов малой длительности, которые преобразуются в однополярные диодным мостом 5 (фиг. 20.), поступают на второй вход интегратора 18, в резул тате чего напряжение на выходе формирователя 3 быстроизменяющегося на пряжения имеет форму кривой 20 (фиг. 25). Импульсы на измерительной обмотк 8 появляются в моменты резкого изме нения индукции и, поступая на интегратор 1В, приводят к изменению формы выходного напряжения так, что в момент резкого изменения индукции скорость изменения выходного напряжения формирователя 3 быстроизменяющегося напряжения увеличивается, что соответствует изменению наклона кривой 20 (фиг.2б). При равенстве медленноизменяющего ся напряжения, поступающего с формирователя 1 медленноизменяющегося напряжения, и быстроизменяющегося напряжения, поступающего с формирователя 3 быстроизменяющегося напряжения (фиг.25 точки пересечения кривых 20 и 21), блок 2 сравнения и формирователь Ц строб-импульсов формируют строб-импульсы,фазовый сдвиг которых относительно намагничивающе го тока плавно изменяется. Скорость изменения фазового сдвига между строб-импульсами зависит от соотношения между наклоном кривых; медленноизменяющегося напряжения и быстроизменяющегося напряжения. Для известных устройств быстроизменяющееся напряжение имеет пилообразную форму, причем скорость изменения напряжения постоянна. . Впредлагаемом устройстве скорость изменения быстроизменяющегося kS6 напряжения на участках резкого изменения индукции больше (фиг.2й), поэтому скорость изменения фазового сдвига строб-импульсов на этом учас,тке меньше, а количество строб-импульсов (точек считывания) увеличивается , что приводит к повышению точности регистрации петель гистерезиса на этих участках. Таким образом, введение измерительной обмотки 8, подключенной через диодный мост 5 к формирователю быстроизменяющегося напряжения 3,уменьшает скорость изменения фазового сдвига строб-импупьсов на участках с резким изменением индукции, что приводит к увеличению точек считывания на этих участках и повышению точности регистрации петель гистерезиса с большим коэффициентом прямоугольности. Формула изобретения Устройство для регистрации динамических петель гистерезиса,содержащее источник намагничивающего тока, один выход которого через намагничивающую обмотку соединенс эталонным резистором, а другой выход подключен к последовательно соединенным формирователю быстроизменяющегося напряжения, блоку сравнения и формирователю строб-импульсов, выход которого связан с входами первого и второго смесителей,причем второй вход первого смесителя через интегратор соединен с измерительной обмоткой, второй вход второго смесителя подключен к средней точке между эталонным резистором и намагничивающей обмоткой,выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первым и вторым входами регистратора, а второй вход блока сравнения подключен к выходу формирователя медленноизменяющегося напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены последовательно соединенные вторая измерительная обмотка и диодный мост, выход которого соединен с вторым входом формирователя быстроизменяющегося напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 555356, кл. G 01 R 33/12, 1976. 2. Заводская лаборатория, 1962, № 3, с. 27.

Us

J f fl f f J 11