Пермеаметр Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 

(5) ПЕРМЕАМЕТР

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерений магнитных характеристик ферромагнитов, в частности тороидальной формы, при исследовании круговой симметрии (идентичности) их показателей„

Известен пермеаметр, предназначенный для измерений магнитных характериЬтик ферромагнетиков тороидальной формы, который содержит первичную обмотку, размещенную на тороидальном сердечнике из ферромагнитного материала, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра, включающего наружный электрод, внутренний центральный электрод и крышку. Внутреннее пространство замкнутого коаксиального цилиндра является измерительным контейнером для испытуемого образца ферромагнетика, располагаемого в нем соосно t lНедостатком известного пермеаметра является низкая точность измерений

магнитных характеристик ферромагнетиков при исследовании их круговой симметрии, поскольку для этого требуется производить отдельные измерения при смещенных относительно первона- . чального угловых положениях испытуемого образца, что сопряжено с необходимостью кратного расчленения, а затем сочленения конструктивных элементов вторичной обмотки.

10

Наиболее близким к изобретению техническим решением является пермеаметр, содержащий первичную обмотку, состоящую из двух половин, размещенных на тороидальных сердечниках

15 из ферромагнитного материала, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра, выполненного из двух коаксиальных полуцилиндров с наружными и внутренними электродами,

20 при этом половины первичной обмотки расположены соосно с внутренним электродом соответствующего коаксиального полуцилиндра. Кроме того, в него ввеf eны отсчетный блок, шток, поворотный стол, выполненный в виде диска с цилиндрической ступицей и спиральным пазом на ее внутренней поверхности и закрепленный на внутренних электродах коаксиальных прлуцилиндров с воакожностью вращательного движения. На одном конце штока закреплен радиальный палец, сочлененный со спиральным пазом цилиндрической ступицы и расположенный в продольной прорези, выполнен ной в боковой поверхности внутренних электродов, а на другом конце штока размещен указатель отсчетного блока, шкала которого неподвижно закреплена на верхнем коаксиальном полуцилиндре, при этом во внутренних электродах коаксиальных полуцилиндров выполнен сквозной канал, в котором размещен шток t23. Однако у этого устройства низкая точность измерений из-за нарушений .соосности расположения испытуемого образца при его вращательном движении в измерительном контейнере, что искажает достоверность получаемых результатов, и некоторого нарушения однородности напряженности магнитного поля в измерительном контейнере ввиду наличия односторонней боковой продольной прорези во внутренних элект.родах. Кроме того, сравнительная слоЯ ность устройства за счет присутствия целого ряда вспомогательных элементов для углового смещения испытуемого образца, активно не участвующих в измерительном процессе, увеличивает материальные и временные затраты на его изготовление и, кроме того, они оказывают паразитное влияние на физическую природу внутреннего пространства измерительного контейнера за счет расположения в нем вместе с испытуемым образцом, причем они занимают часть объема измерительного контей нера, а это требует соответствующего увеличения объема вторичной обмотки замкнутого коаксиального цилиндра. Цель изобретения - повышение точности измерении и. упрощении устройства. Поставленная цель достигается тем что пермеаметр, содержащий первичную обмотку, размещенную на тороидальном ферромагнитном сердечнике, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным электродом и внутренним электродом, соосно с которым расположена первичная обмотка, шкалу и указатель отсчетного блока, снабжен односторонне замкнутым полым цилиндром с двумя радиаль- i ными пальцами на его внешней боковой поверхности, а на внутренней боковой поверхности наружного электрода коаксиального цилиндра выполнены два соответствующих круговых и продольных паза, внутренняя боковая поверхность полого цилиндра профилирована по гармоническому закону с числом периодов гармонической функции, шкала отсчетного блока выполнена в виде ленты, длиной равной четверти периметра основания коаксиального цилиндра, размещенной на незамкнутом торце коаксиального цилиндра, при этом полый цич линдр закреплен внутри коаксиального цилиндра с возможностью углового смещения относительно него, а указатель отсчетного блока закреплен на замкнутом торце полого цилиндра. На фиг. 1 представлен предлагаемый пермеаметр; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг 1; на фиг. k - сечение Б-Б на фиг. 3. Пермеаметр содержит первичную обмотку, состоящую из двух половин 1 и 2, размещенных на тороидальном сердечнике 3 из ферромагнитного материала, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным электродом А и внутренним центральным электродом 5, внутреннее пространство которого служит измерительным контейнером для испытуемого образца 6 ферромагнетика тороидальной формы. Половины 1 и 2 первичной обмотки имеют идентичные параметры, намотаны равномерно на сердечник 3, например, бифйлярным способом, и расположены соосно с электродом 5. в Односторонне замкнутый полый цилиндр 7 Сстакан и коаксиальный цилиндр имеют возможность углового смещения относительно друг друга и продольного расчленения, для чего на внутренней боковой.поверхности наружного электрода k коаксиального цилиндра выполнены соответствующие круговые направляющие пазы 8 и продольные направляющие пазы 9, а на внешней боковой поверхности полого цилиндра 7 закреплены сочленяемые с ними радиальные пальцы 10. Внутренняя боковая поверхность полого цилиндра 7 имеет продольный волнообразный профиль с поперечным сечением в виде гармонической функции в полярной системе координат в частности с числом периог .дор равным четырем. Отсчетный блок устройства включает шкалу 11, представляющую собой одноквадрантную круговую ..ленту укрепленную на свободном торце коаксиального, цилиндра, и указатель 12, развешенный на замкнутом торце полого цилиндра 7. Для лучшей взаимной центровки цилиндра элект рода k и цилиндра 7 количество пазов 9 и пальцев 10 равно двум и расположены они взаимно перпендикулярно при этом количество пазов 8 также рав но двум и протяженность каждого из них несколько превышает четверть внут ренней окружности цилиндра электрода k Узлы сочленения цилиндров обеспечивают плотное прилегание их элементов, причем места контактирования свободного торца цилиндров 7 с замкнутым торцом электрод k и электрода 5 с замкнутым торцом цилинд ра 7 хорошо притерты и посеребрень для уменьшения переходного сопротивления. Первичная обмотка подключается к серийному измерительному прибору, например к измерителю добротности куметру (типа Е9-), образуя элемент его высокочастотного 130-50 МГц)ютле бательного контура, при этом ее половины 1 и 2 могут быть последовательно соединены как согласно, так и встречно (не показано). Расположение пальцев 10 в пазах 8, соответствующее начальному смещению цилиндра электрода Ц относительно цилиндра 7, сдвинуто в угловом отношении от пазов 9. Пермеаметр р отает следующим образом. Испытуемый образец 6 ферромагнетика помещается в цилиндр электрода. соосно с электродом 5. После этого цилиндры сочленяются,. В основу действия устройства положен принцип высокочастотного трансформирования полного сопротивления испытуемого образца 6 ферромагнетика составляющие которого измеряются с по мощью куметра и по ним зат,ем, учитывая данные соответствующей кдлибровки пермеаметра, определяются искомые магнитные характеристики образца, при этом половины 1 и 2 первичной обМОТКИ соединяются последовательносогласно. В силу поверхностного эффекта на высоких частотах наводимый системой п вичной обмотки во обмотке переменный магнитный поток вытесняется в зону стенок внутреннего . пространства измерительного контейнера пермеаметра, причем толщина скинслоя составляет доли миллиметра. Принимая во внимание специфический: волнообразный про(|мль внутренней боковой поверхности ци/мндра 7, напряженность магнитного поля в измерительном контейнере имеет гармонический угловой градиент, при котором ее равные вели.чины пов-роряютсл-через 90, а экстремальные значения сдвинуты на угол Б. Поэтому, смещая цилиндр 7 относительно цилиндра электрода на . угол 90°, производится зондирование магнитных характеристик испытуемого образца по всей его круговой протяженности и в результате исследуется i круговая симметрия ферромагнитных образцов. Отсчет углового сдвига цилиндров ведется по шкале Ни указателе 12, при этом в определенных установленных положениях, предварительно перед практическими измерениями, для коррек ции стабильности величины переходного контактного сопротивления половины 1 и 2 первичной обмотки соединяются последовательно-встречно и тем самым за счет взаимной компенсации суммарное значение электромагнитного поля в измерительном контейнере равняется нулю. Измеряемые в этом случае с помощью куметра характеристики определяют собственные конструктивные показатели пермеаметра, в частности . величжу переходного сопротивления, стабильность которого поддерживается, например, регулировкой уровня ЭДС, вводимой в измерительный контур. Таким образом, предлагаемому пермеаметру присуща высокая точность измерений магнитных характрристик ферромагнетиков тороидальной формы при исследовании круговой симметрии их показателей, так как испытуемый образец помещается стационарно соосно в устройство и в дальнейшем не испытывает каких-либо угловых эволюции. Конструкция пермеаметра сравнительно проста, отличается удобством сочленения составных частей, а следовательно.

и эксплуатации. Измерительному контейнеру свойственна строгая конструктивНб1Я симметри)Ч, что определяет однородность (квазистационар«ость) напряженности электромагнитного поля и, тем самым, не нарушает достоверность результатов измерений. Кроме того, предусмотренная возможность коррекции собственных параметров измерительного комплекса повышает качество измерительных операций.

Формула изобретения Пермеаметр, содержащий первичную обмотку, размещенную на тороидальном ферромагнитном сердечнике, вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиальнго цилиндра с наружным электродом и внутренним электродом, сорсно с кото рым расположена первичная обмотка, шкалу и указатель отсчетного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, он снабжен односторонне замкнутым полым цилиндром с двумя радиальными пальцами на его внешней боковой поверхности, а на

внутренней боковой поверхности наружного электрода коаксиального цилиндра выполнены два соответствующих круговых и продольных паза, внутренняя боковая поверхность полого цилиндра профилирована по гармоническому закону с числом периодов гармонической функции, шкала отсчетного блока выполнена в виде ленты длиной, равной четверти периметра основания коаксиального цилиндра, размещенной на незамкнутом торце коаксиального цилиндра, при этом полый цилиндр закреплен внутри коаксиального с возможностью углового смещения относительно него, а указатель отсчетного блока закреплен на замкнутом торце полого цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с 26.

кл. G 01 R 33/12. I

// /2

L

0i/iJ