Устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов

Устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТ.НЫХ ПАРАМЕТРОВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий, прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмотко, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенный внутри катушки поля,. и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с (Л входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа - с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка выполнены сверхпроводящими. СК) 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

Д1+ С 01 R 35/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ь

ИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЬ

:00 ,00 3, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3441691/24-21 (22) 17.05.82 (46) 23.07.85. Бюп. ¹ 27 (72) В.Г.Антонов, В.И.Гордон и В.И.Шеремет (53) 621.317.44(088.8) . (56) 1. Шихин А. Я. Автоматические магнитоизмерительные системы. М., "Энергия", 1977, с. 124.

2. Capptuller Н. Vollantomatisches

Magnetwerkstoff — Prufgerat mit Ana.log-Didital-Mandlern.-"Zeitschrift

fur Instrumentenkunde". 70, 1962, рр. 279-282. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий. прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмоткоц, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенный внутри катушки поля,. и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа — с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка выполнены сверхпроводящими.

1168879

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения статических магнитных параметров ФеРромагнитных материалов. 5

Известно устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержащее генератор тока, подключенные к нему блок управления и намагничивающую 10 обмотку испытуемого образца, измеритель" ную обмотку образца, интегратор и двухкоординатный регистрирующий прибор.в данном устройстве магнитные параметры измеряются в квазистатическом режиме на 5 магничивания, т.е. при непрерывном медленном изменении напряженности намагничивающего поля. При этом магнитный поток образца измеряется интегратором путем непрерывного измере- N ния вольтсекундной площади ЭДС, индуцируемой в измерительной обмотке при перемагничивании образца (1 j.

Однако для данного устройства характерны низкие точность и чувствительность измерений, обусловленные необходимостью длительного интегрирования малых значений ЭДС.

Наиболее близким по технической

"ущности к изобретению является уст-ЗО ройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержащее генератор тока,подключенные к нему намагничивающую обмотку образца иблок управления,.35 измерительную обмотку образца, двухкоординатный регистрирующий прибор и интегратор, выполненный в виде преобразователя напряжения в частоту и счетчика импульсов. 40

Магнитные параметры измеряются. путем намагничивания испытуемого образца ступенями магнитного поля и измерения приращений магнитного пото. ка образца, соответствующих каждой ступени. Измерение приращений потока производят с помощью преобразования ЭДС, индуктируемой в измерительной обмотке образца, в частоту и подсчета числа импульсов в процессе изменения напряженности магнитного поля ступени (2).

Однако для известного устройства характерны низкая точность измерения статических магнитных парамет- 5> ров и невозможность определения параметров электропроводных образцов.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержа-.. щем последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмоткой, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенный внутри катушки поля, и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа — с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка выполнены сверхпроводящими.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 тока, подключенные к нему блок 2 управления и намагничивающую обмотку

3 испытуемого образца 4, двухкоординатный регистрирующий прибор 5, измерительную обмотку 6 образца 4, подключенную к ней катушку 7 поля, криостат 8, в котором размещены измерительная обмотка 6 и катушка 7 поля, тесламетр 9, содержащий первичный преобразователь 10 и измерительный блок 11, усилитель 12 и компенсационную обмотку 13 образца 4.

Измерительная обмотка 6 и катушка 7 поля изготовлены из специального провода, например из сплава олова и ниобия. Измерительная обмотка 6 выполнена в виде разъемного витка, охватывающего испытуемый образец 4, а в объем катушки 7 поля помещается первичный преобразователь 10 тесламетра 9, выход последнего подключен к одному из входов регистрирующего прибора 5 и через усилитель 12 к

1168879 4 управления. Эта зависимость является статической характеристикой материала образца 4, по которой определяют все его статические магнитные параметры. Сигнал с выхода тесламетра 9 поступает также через усилитель

12 на компенсирующую обмотку 13, в которой создается магнитное поле, пропорциональное току в измеритель1р ной обмотке 6 и компенсирующее изменение намагничивающего поля обмотки

3, вызванное собственным полем измерительной обмотки 6 при пропускании через нее тока.

При испытании образцов электропроводного материала в блоке 2 управления в момент поступления импульса с дополнительно введенного нуль-органа 15 вырабатывается сиг -:ал, по которому с генератора 1 тока происходит ступенчатое изменение тока, протекающего по намагничивающей обмотке 3. Магнитный поток образца 4 изменяется, что приводит к изменению тока в сверхпроводящем контуре. В течение времени изменения потока сигнал на выходе тесламе"ра 9 изменяется. Этот сигнал поступает также на вход дополнительно введенного диффе,ренцирующего блока 14, на выходе которого напряжение U отлично от нуля

3 компенсационной обмотке 13, а второй вход регистрирующего прибора 5-. к измерительному выходу генератора 1 тока. Устройство также содержит последовательно соединенные дифференци рующий блок 14 и нуль-орган 15, выход которого подключен к входу блока 2 управления, а вход дифференцирующего, блока 14 — к выходу тесламетра 9.

Блок 2 управления вместе с генератором 1 Тока и намагничивающей обмоткой 3 представляют собой намагничивающую систему (например,состоящую из задающего блока, управляемого генератора тока и намагничиваю щей обмотки).

Устройство работает следующим образом.

Измерительная обмотка 6 образца 4 и катушка 7 поля образуют контур, по мещенный в криостат 8, заполненный жидким гелием. При пропускании тока от генератора 1 тока по намагничиваю щей обмотке 3 в ней создается магнит ное поле, которое намагничивает испытуемый образец 4. Напряженность этого поля однозначно определяется значением тока в намагничивающей обмотке 3. Характер изменений тока соответствует форме сигнала, поступающего на вход генератора 1 тока с блока 2 управления. При изменении тока в намагничивающей обмотке 3, а следовательно, и напряженности намагничивающего образца 4 магнитного поля в измерительной обмотке 6 индуцируется ток. Этот ток, пропорциональный магнитному потоку образца

4, протекая по катушке 7 поля, соз- 4О дает в ней магнитное поле, индукция которого иэмеряется тесламетром

9, первичный преобразователь 10 ко-. торого размещен в катушке 7 поля.

Сигнал на выходе измерительного бло- 45 ка 11 тесламетра 9,пропорциональный . магнитному потоку образца 4, поступает на регистрирующий прибор 5, куда одновременно поступает сигнал с измерительного выхода генератора

1 тока, пропорциональный напряженности намагничивающего поля, В регистрирующем приборе 5 фиксируется зависимость магнитного потока образца

4 от напряженности намагничивающего поля в вице основной кривой намагничивания или петли гистерезиса в соответствии с формой сигнала блока 2

dUT

U =K ——

9 dt где U — напряжение на выходе тесламетра 9, К вЂ” постоянная дифференцирующего блока 14.

В момент перехода образца 4 в новое статическое магнитное .состояние

Э .соответствующее новому значению напряженности намагничивающего поля, напряжение U становится равным нулевому уровню и на выходе нуль-органа 15 вырабатывается импульс, поступающий на вход блока 2 управления, вызывающий ступенчатое изменение тока в генераторе 1 тока. В регистрирующем приборе 5 также фиксируется статическая характеристика материала образца 4, но в дискретном виде.

Введение дополнительных блоков и выполнение измерительной обмотки и катушки поля сверхпроводящими позволяет повысить точность измерений за счет исключения операции интегрирования и исключения влияния вихре1168879

Составитель

Техред С.йовжий

Редактор С.Саенко

Корректор; М.Розман, Заказ 4б10/39 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вых токов на результат измерения, а также дает возможност проводить испытания образцов электропроводящих материалов. Выполнейие обмоток сверхпроводящими повышает чувствительность устройства.