Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных цилиндрических образцов

Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных цилиндрических образцов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ, содержащее последовательно соединенные регулируемый генератор постоянного тока, намагничивающую катушку и эталонный резистор , механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управляющего напряжения и первым и вторым синхронными детекторами, измерительную катушку, два операционных усилителя , подключенных соответственно через два синхронных детектора к горизонтальной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрирующего прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительной измерительной катушкой, закрепленной на штоке механизма возвратно-поступательных колебаний около торца намагничивающей катушки и подключенной к входу первого операционного усилите 71Я, а измерительная катушка выполнена состоящей из двух секций , причем внешняя секция измеритель@ ной катушки подключена к входу второго (Л операционного усилителя, а внутренняя секция измерительной катушки подключена к входу первого и второго операционных усилителей.

. СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) С 01 R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»ЧЮ»»»»»»»»»».

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 3383896/1 8-21 (22) 14.01.82 (46) 07.07.83. Бюл. ¹ 25 (72) Н.К.Трусов и В. Н.Кулагин (71) Институт прикладной физики AH Белорусской CCP (53) 621.317.41 (088.8) ,(56) 1. "Измерительная техника", 1967, №10,с,5357, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 800920, кл. С 01 Я 33/14, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЛтИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ 11ИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ, содержащее последовательно соединенные регулируемый генератор постоянного тока, намагничивакяпую катушку и эталонный резистор, механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управляюшего напряжения и первым и вторым синхронными детекторами, измерительную катушку, два операционных усилителя, подключенных соответственно через два синхронных детектора к горизонтальной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрируюшего прибора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительной измерительной катушкой, закрепленной на штоке механизма возвратно-поступательных колебаний около торца намагничиваюшей катушки и подключенной к входу первого операционного усилителя, а измерительная катушка выполнена состояшей иэ двух секций, причем внешняя секция измеритель- ф ной катушки подключена к входу второго операционного усилителя, а внутренняя секция измерительной катушки подключена к входу первого и второго операционных усилителей.

27658 2

5 I0

1 10

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения статически магнитных характеристик цилиндрических образцов, намагиичиваемых в разомкнутой магнитной цепи.

Известно устройство дпя испытания ферромагнитных материапов при намаз ничивании в разомкнутой цепи, представ ляющее вибрационный магнитометр с ко леблющимся образцом, поэвопяющее измерять намагниченность (магнитный момент) шарообразных ферромагнитны х образцов, в котором напряженность на» магничивания внешнего намагничивающего поля измеряется иэмеритепьным генератором (1 1.

Однако на указанном устройстве воз. можно провоцить испытания топько шарообразных образцов иэ магнитожестких материа пов.

Наибопее баюким к лредпагаемому по своей техни,ческой сущности является устройство дпя опреснения статических магнитных характеристик ферромагнитных материапов, содержащее послецовательно соединенные регулируемый источник постоянного тока, намагничивающую обмотку и атапонный резистор, механизм возвратно-поступательных колебаний, связанный с генератором управпяющего напряжения, три операционных усилитепя, два синхронных детектора и измерительную обмотку. В устройстве дпя испытаний используется сплошной цилинцрический ферромагнитный образец. В данном устройстве напряженность внутреннего намагничивающего поля сппошного ферромагнитного ципинцра определяется как разность напряженностей внешнего и раэмагничиваюшего магнитных полей, Напряженность размагничивающего поля ферромагнитного образца в устройстве измеряется вбпизи наружчой поверхности образца датчиком в виде двух коаксиальных катушек (2 ).

Однако известному устройству свойственна недостаточная точность измерений, обусловленная тем, что напряженность раэмагничивающего попя на рас» стоянии 0,2-0,8 радиуса поперечного сечения испытуемого цилинцрического образца от его поверхности отличается от напряженности размагничивающего поня внутри образца, Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель цостигается тем, что устройство цпя измерения статичеоких магнитных характеристик ферромаг нитных ципинцрических образцов, содержащее последоватепьно соединенные р6 гулируемый генератор постоянного тока, намагничивающую катушку и эталонный резистор, механизм возвратно-поступатепьных колебаний; связанный с генератором уцравпяющего напряжения и первым и вторым синхронными детекторами, иэмеритепьную катушку, asa операционных усипитепя, подкпюченных соответственно че»рез два синхронных детектора к. горизонтальной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрирующего прибора, снабжено дополнитепьной измерительной катушкой, закреппениой на штоке меха низма возвратно-поступатепьных колебаний окопо торца намагничивающей катушки и подкпюченной к входу первого операционного усипитепя, а измерительная катушка выполнена состоящей из двух секций, причем внешняя секция измеритепьной катушки подкпючена к входу второго операционного усипитепя, а внутренняя секция иэмеритепьной катушки подключена к входу первого и второго операционных усилите пей.

На фиг. 1 представлена функционапьная схема устройства; на фиг. 2 - взаимное распопожение изМерительных катушек, намагнкчивающей катушки и испытуемого полого ферромагнитного цилинцра;

Устройство содержит регулируемый генератор 1 постоянного тока, намагничивающую обмотку 2, эталонный резио35 тор 3, механизм 4 возвратно-поступатепьных колебаний, дополнительную измерительную катушку 5, эакреппенную с испытуемым ферромагнитным образцом 6 на штоке механизма 4 возвратно-посту. пательных коцеба ний, измерительную катушку 7 с внешней обмоткой 7-1 и внут ренней обмоткой 7-2, первый и второй операционные усилители 8 и 9, первый и второй синхронные детекторы 10 и 11, 45 генератор 12 управпяющего напряжения и двухкаординатный регистрирующий прибор 13; Намагничиваюшая обмотка 2 и регулируемый генератор 1 включены поспедовательно и посредством эталонного резистора 3 охвачены отрицательной об5О ратной связью по току. К выходу генератора 12 управпяющего напряжения подсоединены вход механизма 4 возвратнопоступатепьных копебаний и управпяю» щие входы первого и второго синхронных

55 детекторов 10 и 11.

Испытуемый ферромагнитный образец в виде попого цилиндра закреплен на штоке механизма 4 возвратно-поступа3 -1027 тельных копебаний и распопожен соосно с измеритепьными и намагничивающей обмотками. Внешняя обмотка 7-1 иэмерн; тельной катушки 7 через резистор подсоединена к входу операционного усилитепя 9, а внутренняя обмотка 7-2 - к входам операционных усипитепей 8 и 9.

Внешняя обмотка 7-1 охватывает испытуемый образец, а внутренняя 7-2 распопожена в вго попой части. Допопнитвпьная иэмвритепьная катушка 5 подсоединена к входу операционного усилитепя 8. Выходы операционных усипитепей

8 и 9 соответственно через синхронные детекторы 10 и 11 подкпючены к гориэонтапьной и вертикальной разверткам двухкоординатного регистрирующего прибора.

Устройство работает следующим обра« зом.

Испытуемый стержневой образец 6, закрепленный на штоке механизма возвратно-поступательных колебаний, находится в однородном магнитном поле на» магничивающей обмотки 2 и совершает возвратно-поступательные копебання с небольшой амппитудой и частотой относитепьно измернтеньной катушки

7. Один конец измеритепьной катушки

7 распопожвн над центральным сечением образца 6, а второй - на расстоянии,, где магнитным потоком рассеяния по сравнению с магнитным потоком через центральное сечение образца 6 можно пренебречь. Бпагодаря атому в нзмаритепьной катушке 7 индуктирувтся ЭДС, амппитуда которой прямо пропорциональна магнитному потоку через ее торцовое сечение, т.е. е„= М м з -ь „" н (1)

2 ОAfu 9 Н0 (2J где 6 1 — ЭДС внешней обмотки 7-1 измерительной катушки 7;

e< - ЭДС во внутренней обмотке

И (2

7-2 иэмеритепьной катушки 7

Ф Ъ,5 к 49 - ппОщадь ПОпвРвчногО свчвниЯ соответственно образца, внешней и внутренней обмоток 7-1 и 7-2;

658 4 м,0 - магнитная постоянная;

A v f - амппитуда и частота вибрации;

- намагниченность образца; д. — напряженность размагничиваю0

5 щего попя.

Амплитуда ЭДС е в допопнитепьной иэмерительной катушке 5 равна

3 )И.0 АК К Е е где М - чиспо витков дополнитепьной катушки 5;

Н вЂ” напряженность внешнего намаге ничивающего поля

К - постоянный коэффициент, завися$5 щий от геометрии и чиспа витков намагничивающей обмотки2;

5, - ппощадь поперечного сечения

* допопнитепьной катушки.

На входе операционного усипитепя 8 осушествпяется вычитание амппитуды ЭДС в допопнитепьной измеритепьной катушке

5 и амппитуды ЭДС во внутренней обмотке 7-2 измеритепьной катушки 7 так, что на вго выходе будет присутст» вовать переменное напряжение, прямо пропорционапьное 9 He eHo напряженности внутреннего намагничивающего поля Н., Это напряжение синхрон1 но детектируется детектором 10 и поступает на координату Х прибора 13. На входе операционного усипитепя 9 проис ходит суммирование сигнапов амплитуды

ЭДС внешней обмотки 7-1 измеритепьной катушки 7 и амппитуды ЭДС во внут-ренней обмотке 7-2 измеритепьной катушки 7 е1 и е так, что амплитуда пвременного напряжения на выходе усипителя 9 пропорциональна только нимат

40 ниченности центрапьного сечения исшатуемого ферромагнитного образца. Напряжение с выхода усилителя 9 синхронно детектируется детектором и поступает на координату У прибора 13. При пипообраз45 ном изменении напряженности внешнего намагничивающего поля на двухкоординатном приборе 13 происходит запись петли магнитного гистереэиса по намаг ниченности материапа испытуемого об50 раз ца.

1 027658

Составитель М. Клыкова

Редактор С. Квятковская Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар

Заказ 4733/50 Тираж 710 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4