Способ дистанционного измерения изменения намагниченности насыщения ферроматериалов и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

изобретение относится k электроизмерительной технике и может быть использовано при- измерении изменения . намагниченности насыщения ферромат.ериалов в процессе импульсного воздействия дестабилизирующих факторовИзвестны способы, позволяющие с помощью вольтметра и амперметра измерять напряжение и силу тока для . последующего расчета соответствующих значений индукции и напряженности поля Г.

Однако вследствие инерционности схемы они не могут.быть применены в условиях облучения короткими дестабилизирующими импульсами и, кроме того., с их помощью определяется только изменение индукции и напряженности магнитного поля.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ определения магнит-. ных характеристик материалов при импульсном намагничивании, основанный на том, что при подаче импульсов нап-ряжения с генератора, соединенногб с намагничивающей обмоткой образца и активным резистором, с измерительной обмоткой, которая подключена к-амплитудному вольтметру, снимается ЭДС, пропорциональная изменению индукции ( дВ) , связанной как с изменением напряженности магнитного поля(дН) , так и с изменением намагниченности (ЛМ) 2 .

Однако в условиях импульсного облучения ферроматериала необходимо осуществлять одновременное ив- то же время независимое измерение лН и

10 йМ, что данный способ не позволяет.

Цель изобретения - расширение ди4 пазона измерений.

Эта цель достигается тем, что сог15ласно способу дистанционного измерения изменения намагниченности ферроматериалов,заключающемся в создании электромагнитиого поля и регистрации наведенной ЭДС, воз действуют электромагнитным

20 полем с напряженностью, заведомо превышающей намагниченность насыщения образца, затем воздействуют на него импульсом радиации, в процессе которого регистрируют изменение электродвижущей.силы в измерительной и намаг ничивающей обмотках, определяют разность между ними с учетом коэффиииента трансформации, а значение относительного изменения намагниченности насыщения вычисляют путем деления этой разности на.электродвижущую сил в измерительной обмотке. Кроме того, устройство для осущес вления способа дистанционного измерения намагниченности, содержащее ис точник постоянного тока с подключенной к нему намагниченной обмоткрй и измерительную линию, измерительную о мотку и осциллограф, снабжено двумя дифференциальными усилителями, подклю енными. к осциллографу, дополнительной измерительной линией, вклю (Ченной в намагничивающую обмотку и компенсирующим блоком, ввтолненным. в виде дополнительной намагничивающей и измерительной обмоток, каждая из оторых подключена к различным входа дифференциальных усилителей осциллог рафа, На фиг. 1 приведена структурная схема данного устррйств.а, на фиг. 2,3 кривая полной намагниченности насыщения до облучения и кривая сигнала с измерительной обмотки образца -в момент действия- импульса излучения: Образец 1 произвольной формы из ферроматериала (фиг.1) снабжен на-, матничивающей первой обмоткой 2, под ключенной к первому источнику питайи 3, с помощью первой измерительной ли нии 4. Первый источник питания 3 соединен с первым нагрузочным резистором 5 и первым входом первого дифференциального усилителя б осциллогра фа 7. К образцу 1 подключена также первая измерительная обмотка 8, соединенная, с первым входом второго диффе ренциального усилителя 9 осциллографа 7 посредством второй измерительной линии 10. Для компенсации в момент импульса паразитных сигналов, наводимых в первой и второй измерительных линиях 4.и 10, а также в обмотках 2 и 8, вторые входы первого и второго дифференциальных усилителей 6 и 9 осциллографа 7 подключены к аналогичной схеме, состоящей из 11 из немагнитного материала с второй измерительной и намагничивающей обмотками 12 и 13, второго источ ника питания 14 и второго нагрузочно гф резистора 15, подключенных к и четвертой измерительным линиям 16 и 17. Работает устройство следующим образом. До начала измерений в процессе им пульса радиации с помощью ключа 18 в первую намагничивающую обмотку 2 подается с определенными интервалами времени знакопеременное постоянное напряжение от первого источника пита ния 3,увеличивающееся до тех пор, пока амплитуда ЭДС CUg) в первой измерительной обмотке 8, наблюдаемая на экране осциллографа 7 не превзойдет ЭДС насыщения. При этом площадь под кривой ЭДС (Uj) будет соответствовать изменению намагниченности насыщения материала. Затем, при- неизменном положении ключа 18 на образцы 1 и 11 воздействуют импульсом радиации, при этом один из лучей осциллографа 7 регистрируют ЭДС (11) , наводимую в первой намагничивающей обмотке 2 образца 1, связанную с изменением намагничивающего образец 1 напряжения, пропорционального дН. На другом .луче осциллографа 7 регистрируется ЭДС (Ufft) , Заводимая в первой измерительной обмотке 8 образца 1,связанная в большей степени с ЛМ и в меньшей степени с дН. Сигнал компенсирующей части схемы, а именно - ЭДС во второй намагничивающей обмотке 12 образца 11 и третьей измерительной линии 17 и второй измерительной обмотке 13, и четвертой измерительной линии 16 являются сигналами, компенсирующими паразитные сигналы схемы измерения образца 1 , с помощью первого и второго усилителей 6 и 9 осциллографа 7. После проведенных измерений производится определение площади под кривой ЭДС только от сигнала &М образца 1 по формуле S() saw - з(ш„) ,. (u где S(U)- площадь под кривой сигнала UM с первой измерительной обмотки 8 в момент воздействия импульса радиации; .К - коэффициент трансформации обмотками 2 и 8; S(kiy - площадь под кривой сигнала UH с намагничивающей обмотки 2, умноженная на коэффициенттрансформации . К (фиг. 2 и з;. А затем, рассчитывая относительное .. изменение, намагниченности насьлдения по формуле .,, SJJJiNO .), где S() - площадь под сигналом . , полученная путем расчёта по формуле (1); S (Uj) - площадь под кривой сигнала и| первой измерительНой обмотке 8,измеренного до воздействия импульса. Таким образом, реализация способа измерения с помощью данного устройства позволяет производить дистанционное измерение изменения намагниченности насыщения(йМ) ферроматериалов в момент воздействия импульсного ионизирующего излучения по ЭДС, наводимой в измерительной обмотке образца и регистрируемой на экране осциллографа.

Использование данного способа дистанционного- измерения изменения намагниченности ферроматериалов с помощью устройства по сравнению с существующими способами измерения обеспечивает возможность дистанционного проведения измерений намагниченности насьпцения ферроматериалов в момент врз/1ействия ионизирующего излучения различной интенсивности и длительности с; использованием суЩест вующей стандартной аппаратуры,что упрощает проведение экспериментов и позволяет одновременно прЮ-Водить исследование большого количества Образцов без существенных затрат по . времени и трудоемкости. .

Формула изобретения

1. Способ дистанционного иэмере- . ния изменения намагниченности насыще-. ния ферроматериалов, заключающийся в создании электромагнитного поля и регистрации наведенной ЭДС, о т л и ч а ю щ и и .с я. тем, что, с целью расширения диапазона измерений воздействуют электромагнитным полем с напряженностью, заведомо превьоиающей намагн1|ченность насыщения, образца затем воздействуют на него импульг . сом радиации, в процессе которого регистрируют изменение ЭДС в измери- .

Тельной и намагниуИвающей обмотках, определяют разность ЭДС с учетом коэффициента трансформации, а значение относительного изменения намагниченности насыщения вычисляют путем деления этой разности на ЭДС в измерительной .обмотке..

2. Устройство для осуществления

способа по п.1, содержащее источник постоянного тока с подключенной к

нему намагничивающей обмоткой и измерительную линию, измерительную обмотку и осциллограф, отличающееся тем, что оно снабжено двумя дифференциальными усилителями, подклю.

ченными к осциллографу, дополнительной измepитeJJьнoй линией, включенной в намагничивающую обмотку, и компенсирующим блоком, выполненным в;виде дополнительных намагничивающей и

измерительной обмоток, каждая иэ

которых подключена к различным входам дифференциальных усилителей осциллографа.

Источники информации,

принятые ВО внимание при экспертизе

1.Дьяченко К.П., Зорина Д.1Ь/ Новии(кого п.в. и.др. Электрические измерения. М, Высшая школа, 1972, (§20,23,с. 408) ..

2.Баев Е.Ф., Фоменко Л.А., Цымбалюк B.C. индукционные элементы с ферромагнитными сердечниками. М., Советское радио , 1967., с. 318,

S

%

t (сек)

ыг.г

Форт unnijAbta ищиеиня S&Un