Устройство для определения магнитных свойств образцов магнитомягких материалов

Устройство для определения магнитных свойств образцов магнитомягких материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И-С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

Социалистических

Республик

705396

::1 /. с.

1 (61) Дополнительное к авт. саид-ву е (22) ЗаЯвлеио 281177 (21) 2548668/18-21

)М. Кл.

G 01 R 33/12 с присоединением заявки Но,Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 5.12.79. Бюллетень Йо 4

Дата опубликования описания 25.12.79

) УДК 621.317,44 (088. 8) (72) АвтОр изобретения

M. Я. Любимцев (71) Заявитель таких устройств недостаточна. Проис ходит это из"за того, что шаг стробирования остается постоянным при любой скорости изменения исследуемых сигналов. При этом происходит частичная потеря информации, что и снижает точчость измерений.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, которое содержит последовательно соединенные задающий генератор, генератор намагничивающего тока, намагни- чивающую обмотку испытуемого образца и резистор, последовательно соединенные измерительная обмотка образца, первый стробоскОпический смеситель, первый фильтр-усилитель и первый интегратор, подключенные к резистору последовательно соединенные второй стробоскопический смеситель и второй фильтр -усилитель, последо вательно соединенные генератор быстрого пилообразного напряжения, элемент сравнения и формирователь стробимпульсов, выходом подключенный к вторым входам смесителей, гене-: ратор медленного пилообразного напряжения, последовательно соединенные выпрямитель, второй интегратор

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения магнитных свойств ферромагнитных материалов и 5 регистрации с помощью самопишущего прибора периодических быстроменяющихся сигналов, получаемых при перемагничивании образцов таких материалов.

Известны стробоскопические уст- ройства для исследования магнитных свойств образцов ферромагнитных ма" териалов. Такие устройства содержат источники и амагничи вающих токов, 1 5 стробоскопические смесители, интег- раторы, систему сдвига стробимпульсов. В таких устройствах сигнал,пропорциональный скорости изменения магнитной индукции, получают на вто- 2О ричной измерительной обмотке. испытуемого образца, а сигнал, пропорциональный скорости изменения напряженности магнитного поля, — на вто ричной обмотке катушки взаимной индуктивности, первичная обмотка которой последовательно соединена с намагничивающей обмоткой образца flj.

Однако точность измерений свойств магнитных материалов с помощью

10 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ

СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ

4ййВ4йййй " - ...- .- - .": "2:.-.; .- ...

705396 и блок вычитания, при этом вход вы - прямителя присоединен к выходу первого фильтра усилителя, выход генератора.медленного пилообразного напряжения — к второму входу блока вы читания, а выход последнего — к

5 второму входу элемента сравнения (2) .

В этом устройстве уменьшается сдвиг стробимпульсов и увеличивается

Время регистрации части сигналов, где скорость изменения магнитного no- t0 тока оказывается достаточно большой.

Однако возможны случаи, когда магнитный пЬток изменяется медленно по сравнению с изменением напряженности магнитного поля (например, при испытаниях образцов материалов при заданной импульсной напряженности магнитного поля) . Поскольку коррекция сдвига стробимпульсов и нремя регистрации сигналов осуществляется только н зависимости от скорости изменения магнитного потока, появляется погреш-, ность, обусловленная потерей информации в канале измерения напряжен ности магнитного поля.

Целью изобретения является повы-. шение точности измерения свойств магнитных материаЛов.

Для этого в устройство для определения магнитйых свойств образцов Зр магнитомягких материалов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, генератор намагничинающего тока, намагничивающую обмОтку и первичную обмотку катушки 35 взаимной индуктивности, последовательно соединенные измерительную обмотку образца, перный стробоскопический смеситель, первый фильтрусилитель и первый интегратор, под- 40 ключенные к вторичной обмотке взаимной индуктивности последовательно соединенные второй стробоскопическнй смеситель, второй фильтр-усилитель и второй интегратор, последовательно соединенные генЕратор быстрого пило45 образного. напряжения, элемент срав нения и формирователь стробимпульсов, выходом подключенный к вторым входам обоих стробоскопических смесителей, генератор медленного пилообразного напряжения, соединенный с одним из входов блока вычитания, к второму входу которого подключен третий интегратор, а к выходу — второй вход элемента сравнения, выпрямитель, под. ключенйый к выходу первого фильтраусилителя, введены два ключа, второй выпрямитель, присоединенный к второму фильтру-усилителю, блок сраннеиия выпрямленных напряжений, входы ко.- . 60 торого подключены к выходам выпрямителей, а выходы — к первым входам клю.чей, вторые входы которых подключены к выходам выпрямителей, а выходы— к входу третьего интегратора.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, генератор 2 намагничивающих импульсов тока, намагничивающая обмотка 3 испытуемого образца, испытуемый образец 4, измерительная обмотка 5 испытуемого образца, первичная обмотка б катушки взанмной индуктивности, вторичная обмотка 7 катушки взаимной индуктивности, стробоскопические смесители 8, 9 каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля соответственно, фильтр-усилитель 10 канала измерения индукции, фильтр-усилитель

11 канала измерения напряженности магнитногО пбля, интегратор 12 канала измерения индукции, интегратор 13 канала измерения напряженности магнитного поля, ныпрямители

14, 15 каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля соответственно, блок сравнения 16 выпрямленных напряжений ключи 17, 18 каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля соответСтвенно, формирователь 19 стробимпульсов, элемент сравнения 20, генератор 21 быстрого пилообразного напряжения, генератор 22 медленного пилообразного напряжения, блок вычитания 23, интегратор 24 цепи обратной связи.

Устройство работает следующим образом, Сигналами задающего генератора 1 запускается генератор 2 намагничивающих импульсов тока, поступающих в йамагничивающую обмотку 3, испытуемый образец 4 перемагничивается, и в измерительной обмотке 5 наводится электродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце, Этот сигнал поступает в смеситедь 8 °

В смеситель 9 поступает ЭДС, пропорциональная скорости изменения напряженности магнитного поля, наведенная во вторичной обмотке 7 катушки взаимной индуктивности при протекании намагничивающего тока по первичной обмотке б, последовательно соединенной с намагничивающей обмоткой испытуемого образца, От задающего генератора 1 также запускается генератор 21 быстрого пилообразного напряжения, Напряжение быстрой пилы поступает на один из входов элемента сравнения

20, на второй вход которого поступает напряжение медленной развертки.

В моменты равенства напряжения быстрого пилообразного и медленной развертки на выходе элемента сравне705396 ния 20 появляются импульсы, сдвинутые во времени относительно импульсов задающего генератора.

Сдвиг во времени получаемых импульсов будет пропорционален мгновенным значениям сравниваемых напряжений, Так как скорость изменения быстрого пилообразного напряжения выбрана постоянной, то, следовательно, изменение временного сдвига импульсов будет определяться мгновенным значением напряжения медленной развертки.

С выхода элемента сравнения 20 импульсы поступают в формирователь 19 стробимпульсов, Последние поСтупают в смесители 8 и 9.

В результате взаимодействия стробимпульсов и сигналов, поступающих от испытуемого образца, смесители 8, 9 вырабатывают сигналы, следующие затем в фильтры-усилители 10 и 11, На выходе фильтра-усилителя 10 получают трансформированный во времени сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока (индукции) Bu /4с, а на выходе фильтра-усилйтеля 11 — сигнал, пропорциональный скорости изменения напряженности магнитного поля

dv„ Ià .

Далее сигнал с выхода фильтраусилителя 10 поступает в интегратор 12, на выходе которого получают напряжение, пропорциональное магнитному потоку (индукции) и®1 с выхода фильтра-усилителя ll сигнал поступает в интегратор 13, на выходе которого получают напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля — u„.

С выхода фильтра-усилителя 10,. напряжение, пропорциональное скоросТи изменения магнитного потока (индукции) в образце, (фиг.2а) поступает в выпрямитель 14, где происходит выделение сигнала, пропорционального модулю входного (фиГ. 2б), Напряжение с выхода фильтра-.усилителя 11 поступает в выпрямитель 15 где также осуществляется выделение сигнала, пропорционального модулю входного.

Затем напряжения с выходов выпрямителей 14, 15 поступают на входы блока сравнения выпрямленных напряжений 16, В этом блоке происходит сравнение модулей напряжений, пропорциональных скорости изменения магнитного потока и скорости изменения на-. пряженности магнитного поля, и выработка сигналов управления ключами 17, 18 ° Причем сигнал управления открывает ключ, на вход которого поступает большее напряжение. В соответствии с этим сигнал на вход интегратора 24 поступит через ключ 17, если íà его вход поступило большое напряжение от выпрямителя 14, Если больший сигнал поступил от выпрямителей 15 на вход ключа 18, то с выхода последнего поступит напряжение

I на вход интегратора 24.

5 Проинтегрированное напряжение (фиг. 2в) с выхода интегратора 24 поступит на один из входов блока вычитания 23, на второй вход которого от генератора 22 поступает медленное пилообразное напряжение (фиг,2г), Иэ блока 23, где осуществляется вычитание поступающих напряжений, напряжение медленной развертки (фиг.2д) поступает на один иэ входов элемента сравнения 20, На выходе блока вычитания 23 напряжение медленной развертки оказывается уменьшенным на величину, пропорциональную изменению магнитного потока

2О (индукции) или напряженности магнитного поля в образце, в моменты, когда происходят эти изменения. Это приводит к уменьшению временного сдвига стробимпульсов и увеличению вРемени регистрации части сигналов, где скорость изменения магнитного ,.потока (индукции) или напряженности магнитного поля в образце оказывается достаточно большой (фиг.2д) °

Таким образом, предложенное устройство позволяет снизить погрешность измерения и регистрации сиг1

Малов, получаемых при перемагничивании образцов магнитных материа лов. Снижение погрешности обеспечивается эа счет уменьшения шага стробирования и увеличения времени регистрации части сигналов, где скорость их изменения достаточно высока. Это позволяет применить для

4О регистрации преобразованных сигналов высоко точные, но инерционные приборы.

Формула изобретения

Устройство для определения магнитных свойств образцов иэ магнито- мягких материалов, содержащее пос50 ледовательно соединенные задающий генератор, генератор намагничиваю- щего тока, намагничивающую обмотку и первичную обмотку катушки взаимной индуктивности, последовательно сое55 диненные измерительную обмотку,первый стробоскопический Смеситель, перый фильтр-усилитель и первый интегратор, подключенные к вторичной обмотке катушки взаимной индуктивности последовательно соединенные . второй стробоскопический смеситель, второй фильтр-усилитель и второй интегратор, последовательно соединенные генератор быстрого пилооб65 разного напряжения, элемент сравне 7

705396 ния и формирователь стробимпульсов, выходом подключенный к вторым входам обоих стробоскопических смесителей, генератор медленного пило» образного напряжения, соединенный с одйим из входов блока вычитания, 5 и вторбму входу которбго подключен третий интегратор, а к выходу -. второй вход элемента сравнения, вы-. прямитель подключенный к выходу nepsoro фильтра-усилителя, о. т л ич а Ю шийся тем, что, с..целью повышения точности измерения, в. него дополнительно введены два ключа, второй вйпрямитель, присоединенный к второму фильтру-усилителю, блок сравнения выпрямленных напряжений; входы которого подключены к выходам выпрямителей,. а выходы — к первым входам ключей, вторые входы которых подключены к выходам выпрямителей, а выходы — к входу третьего интегратора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чернышев Е,Т, и др. Магнитные изменения, М,, Комитет Стандартов, 1969, с. 69 °

2. Заявка У 2454057/21, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства, 705396 >

Составитель Е, . Данилина

Техоед N.Kåëåìåø Корректор M.

Тираж 1073 Подпи сиое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва -35 Рауюская наб. д. 4/5

1130 35, Москва Ж- у

Редактор Л. Гельфман

Закаэ 8022/49

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Вн гула