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

Изобретение относится к магнитометрии и предназначено для регистрации динамических гистерезисных циклов с высоким коэффициентом прямоугольности петли при изменении частоты перемагничивания в широком диапазоне.

Известно устройство для регистрации динамических магнитных характеристик, содержащее генератор, усилитель мощности, выход которого включен на вход фазовращателя и через регулятор напряжения на перемагничивающую обМотку, последовательно с которой включен резистор. Измерительная обмотка через интегратор соединена со стробоскопическим преобразователем, другой стробоскопический преобразователь соединен с резистором. Выходы стробоскопических преобразователей подключены к регистрирующему прибору 11.

Недостатком зтого устройства является низкая точность регистрации петель гистерезиса, форма которых близка к. прямоугольной, обусловленная постоянством плотности точек считывания при любых вариациях скорости изменения магн11тной индукции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения магнитных свойств образца, содержащему блок; намагничивания, к выходу которого подключены пос.педовательно соединенные генератор ,быстроизменяющегося пилообразного напряжения и первый вход схемы сравнения, а также после10довательно соединенные намагничивающая обмотка и эталонный резистор, к которому подк.точены первый стробо скопический преобразователь, первый фильтр-усйлитель и измерительную об15мотку, последовательно с которой включены интегратор, второй стробоскопический преобразователь 1И второй фильтр-усилитель, причем управляющие входы обоих стробоскопических пре20образователей подключены к выходу схемы сравнения, кроме того, последовательно соединенные выпрямитель, интегратор цепи обратной связи и вычитающее устройство, причем вход 25 выпрямителя подсоединен к выходу

второго стробоскопического преобра- , зователд, второй вход вычитающего устройства подключен к генератору медленноизменяющегося пилообразного

30 напряжения, а с выхода вычитакяцего устройства сигнал подается на второй вход схемы сравнения 2. Недостатком известного устройства является высокая погрешность регистрации при перемагничивании в переменном магнитном поле низкой частоты, обусловленная зависимостью плотности точек считывания от частоты перемагничивания вследствие того, что стробимпульсы, от периода повторения которых обратно пропорциональн 5 зависит плотность точек считывания, формируются на выходе схемы сравнения в момент равенства быстроиэменяющегося и медленноизменяющегося пилообразных напряжений. При таком способе формирования стробимпульсов период их повторения прямо пропорционально зависит от частоты перемагничивания. Цель изобретения - .повышение точ ности регистрации петли гистерезиса Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, со держащее блок намагничивания, к выходу которого подключены последовательно соединенные генератор быстро изменяющегося пилообразного напряже ния и блока сравнения, а также последовательно соединенные намагничивающая обмотка и эталонный резистор к которому подключен первый стробоскопический преобразователь, и измерительную обмотку, последовательн с которой включены интегратор и вто рой стробоскопический преобразователь, причем управляющие входы обои стробоскопических преобразователей подключены к выходу блока сравнения а также блок вычитания, введены фор мирователь ступенчатого напряжения управляющий ключ, причем выход формирователя ступенчатого напряжения, соединен со вторым входом схемы сра нения, а вход - с выходом блока вы читания, первый вход которого соеди нен с выходом блока сравнения и управляющим входом управ.ляемого ключа, а второй - с выходом управляемо го ключа, вход которого связан с измерительной обмоткой. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит блок 1 намаг.ничивания, к выходу которого под ключены последовательно соединенные генератор 2 быстроизменяющегося пинообразного напряжения и первый вход блока 3 сравнения, а также пос леловательно соединенные намагничивающая обмотка 4 и эталонный резистор 5, к которому подключен первый стробоскопический преобразовате б, и измерительную обмотку 7, к которой подключены последовательно со диненные интегратор 8 и второй стр боскопический преобразователь 9, а также последовательно соединенные управляемый ключ 10, блок 11 вьгчитания, формирователь 12 ступенчатого напряжения и второй вход блока 3. сравнения, причем управляющие входы стробоскопических преобразователей б, 9 и управляемого ключа 10, а также второй вход блока 11 вычитания подключены к выходу блока 3 сравнения. Устройство работает следующим образом. Блок 1 намагничивания обеспечивает перемагничивание образца в переменном магнитном поле и одновременно управляет работой генератора 2 быстроизменяющегося пилообразного напряжения. С эталонного резистора 5 и с интегратора 8 снимается напряжение, пропорциональное соответственно напряженности магнитного поля в образце и магнитной индукции. Оба напряжения подаются на входы стробоскопических преобразователей 6 и 9, где их спектр трансформируется в область низких частот. Стробимпульсы, подаваемые на преобразователи 6 и 9, формируются на выходе блока 3 сравнения в момент равенства быстроизменяющегося пилообразного напряжения и ступенчатого напряжения с выхода формирователя 12 ступенчатого напряжения, приращение высоты ступенек которого обратно пропорционально приращению индукции в измерительной обмотке 7. Последнее достигается за счет подачи на вход формирователя 12 ступенчатого напряжения импульсов постоянной длительности с блока 11 вычитания, амплитуда которых равна разности амплитуды стробимпульсов и импульсов с амплитудой, пропорциональной dB/dt формируемых на выходе управляемого ключа 10. Таким образом, наиболее крутым участкам петли (с наибольшей скоростью приращения индукции) будет соответствовать наименьшая высота ступеней, что увеличивает плотность считыва.ния на этих участках и уменьшает скорость регистрации, т.е. повышает точность. Применение ступенчатого напряжения вместо линейного позволяет получать одинаковую точность регистрации при любой частоте перемагничивания, так как число точек считывания (п) определяется только разностью фиксированных уровней U и Uy и амплитудой ступеньки Д.и п (и - I), ) /ди Повышение точности регистрации динамических петель гистерезиса с помощью предлагаемого устройства наиболее существенно при исследова- НИИ материалов с высокой прямоугольностью петли гистерезиса при низкочастотном перемагничивании. В этом случае ошибка снижается до 5 - 7 % (в известных устройствах погрешность составляет не менее 10-15 %) .

Формула изобретения

Устройство для регистрации динамических петель гистерезиса, содержащее блок намагничивания, к выходу .которого подключены последовательно соединенные генератор быстроизменяющегося пилообразного напряжения блока сравнения, а также последовательно соединеннйе намагничивающая обмотка и эталонный резистор, к которому подключен первый стробоскопический преобразователь, и измерительную обмотку, последовательно с которой включены интегратор и второй стробоскопический преобразователь,. причем управляющие входы обоих стробоскопических преобразователей подключены к выходу блока сравнения,, а также блок вычитания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено управляемым ключом и формирователем ступенчатого напряжения причем выход формирователя ступенчатого напряжения соединен со вторым входам блок сравнения, а вход - с выходом блока вычитания, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения и управляющим входом управляемого ttrnoча, второй -, с выходом управляемого ключа, вход которого связан с измерительной обмоткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 353222, кл. G 01 R 33/12, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 658513, кл. G 01 R 33/12.

J«.

Фнг.1