Устройство для измерения магнито-стрикции

Устройство для измерения магнито-стрикции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнз

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

<1>798655

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к аат. саид-ау (22) Заявлено 3105 79 (21) 2774291/18-21 (53)М. Кл з с присоединением заявки Но (23) Приоритет

G 01 R 33/18

ГосударстаекныВ комнтет

СССР по д" яем изобретеннк и открытий

Опубликовано 2 3.01.81. Бюллетень Н9 3

Датаопубликоааниаописаниа 230181 (53) УДК 621 31 К.

° 44(088.8) (72) Авторы изобретениа

И.Я. Эйнгорн и И.М. Пасько (7 t ) 3а яа и тель (84) УОТРОЯОТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТОСТРИКЦИ

Изобретение относится к технике магнитных измерений, а именно к прямому измерению статистической и динамической магнитострикционной деформации ферромагнитных материалов.устройство может быть использовано для контроля и нормирования магнитост= рикционных характеристик электротехнических сталей в металлургической и электрорадиотехниче кой промышленности, а также в научных исследованиях.

Известно устройство для измерения магнитострикции (k3, содержащее измерительный преобразователь (датчик) генераторного типа (индукционный или пъеэокерамический), интегратор, усилитель и индикатор (1) .

Принципиальным недостатком устройства является невозможность измерения статической (в постоянном магнитном поле) магнитострикции, а также постоянной составляющей динамического магнитострикционного процесса (измерения в переменном магнитном поле).

Известно также устройство, содержащее последовательно соединенный тензометрический мост, включающий в себя источник питания и собственно мост, составленный из рабочих датчиков — тензорезисторов и компенсационных тензорезисторов, и усилительно-преобразовательное звено,состоящее из усилителя, детектора,фильтра низкой частоты и измерительного прибора (21.

Принципиальным недостатком указанного устройства является большая методическая погрешность и локальность измерения магнитострикции, а также низкая производительность при измерениях 1, связанная с длитель15 ностью процесса приклеивания датчика, а также возможность использования датчика только один раэ.

Цель изобретения — пот.гашение производительности и точности измере20 ний.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения магнитострикции, содержащее пермеаметр с замыкающим образец ферромагнитным

25 ярмом и последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок, измерительный усилитель, первый фильтр низкой частоты, фазочувствительный демодулятор, второй фильтр

30 частоты, детекторный блок и индика798655 ного блока 8, а второй выход — через фазорегулятор 16 со вторым входом фазочувствительного демодулятора

11.

Устройство снабжено двумя бесконтактными индуктивными датчиками 17, включенными по дифференциальной схеме на вход компенсационно-балансировочного блока 8. В зазоре между указанным датчиком расположена задающая пластина 18, сочлененная с испытуемым образцом 3. Для обеспечения надежного взаимодействия с образцом

60 задающая пластина 18 снабжена средством сочленения ее с образцом, например немагнитным пружинным фиксатором 19. Для повышения производительности при сопряжении задающей пласти- 65 тор, а также генератор несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно,балансировочного блока, а второй выход - через фазорегулятор со вторым входом фазочувствительного демодулятора, снабжено немагнитной опор5 ной плитой под образец с ферромагнитными вставками, двумя бесконтактными индуктивными датчиками, включенными .по дифференциальной схеме на вход компенсационно-балансировочного блока, и задающей пластиной, расположенной в зазоре между укаэанными датчиками и сочлененной с испытуемым образцом. Кроме того, задающая пластина выполнена из ферромагнитного ма- 15 териала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы и -Снабжена пружинным фиксатором из немагнитного материала, жестко соединенным с задающей 2р пластиной.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения магнитострикции содержит пермеаметр, состоя- 2 щий из намагничивающей обмотки (соленоидов) 1, ферромагнитного ярма 2, замыкающего испытуемый образец З,обмотку 4 для измерения индукции образца 3 и электромагнитного экрана 5.

Для установки образца предусмотрена немагнитная опорная плита 6 и неподвижный зажим 7 для обеспечения крепления образца 3 к плите 6. Для обеспечения связи торцов ярма 2 с образцом в указанной опорной плите 6 выполнены окна или ферромагнитные вставки.

Устройство содержит также последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок 8, измери- 4р тельный усилитель 9, первый фильтр

10 низкой частоты, фаэочувствительный демодулятор 11, второй фильтр 12 низкой частоты, детекторный блок 13 и индикатор 14. Кроме того имеется генератор 15 несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно-балансировочны 18 с образцом фиксатор 19 соединен с задающей пластиной 18 жестко.

Задающая пластина 18 выполнена из ферромагнитного материала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы, например из феррита марки

КН-400.

Работа удтройства заключается в следующем.

Индуктивные датчики 17 образуют дифференциальную систему и включены в два последних плеча мостовой схемы компенсационно-балансированного блока 8, запитанной напряжением высокой частоты (5 кГц) от генератора

15. В блоке 8 осуществляется балансировка мостовой схемы по активной и реактивной составляющим.

За счет перемещения задающей пластины 18, вызванного магнитострикцией образца, изменяется индуктивность датчиков 17 таким образом,что индуктивность одного датчика растет, в то время как индуктивность другого уменьшается. Происходит разбаланс предварительно уравновешенной мостовой схемы блока 8, и сигнал на

его выходе пропорционален сумме изменений индуктивностей. Усилителем 9 сигнал усиливается и через первый фильтр 10 низкой частоты поступает на фазочувствительный демодулятор

11. Первым фильтром 10 низкой частоты подавляются высокие гармоники несущей частоты, которые возникают при использовании индуктивных датчиков

17 и затрудняют уравновешивание мостовой схемы. Демодулятор 11 управляется генератором 15 несущей частоты через фазорегулятор 16, последний обеспечивает одинаковую фазу напряжений на усилителе 9 и на демодуляторе 11. Вторым фильтром 12 низкой частоты сигнал корректируется с целью подавления имеющегося после демодуляции остатка несущей и ее высших гармоник. Демодулированный и обладающий правильным знаком сигнал поступает на детекторный блок 13, и в зависимости от режима работы последнего индикатором 14 измеряется величина статической либо динамичес- кой магнитострикции.

Универсальность детекторного блока и устройства позволяет также проводить измерения постоянной составляющей, эффективного значения, положительного и отрицательного пиковых значений динамической магнитострикционной деформации.

Основным преимуществом предлагаемого устройства являются высокая чувствительность и линейность, осущестзляемые эа счет выбора специаль-. ной падающей пластины иэ ферромагнитного материала с оптимальным соотношением магнитной проницаемости (Рвач= 400) и коэрцитивной силы

798655

Формула изобретения

Составитель Е. Данилина

Редактор В. Данко .Техред"Т.Маточка Корректор О- Ковинская

Эаказ 10020/57 Тираж 74 3 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 (Н "- 64 А/м), малое статическое и динамическое воздействие измерительного преобразователя на исследуемый. образец (полоска 400 к 30 (0,280,50) мм электротехнической стали), так как задающая пластина с пружинным фиксатором имеет массу не более

1,6 r. Измерительный преобразователь нечувствительный к вибрациям попереч" ного направления и может градуироваться как статическим так и динамическим путем. Как измерительный преобразователь дифференциального типа, он обладает большей помехоэащиценностью. Так как датчики преобразователя включены в два соседние плеча моста, одинаковое изменение каких- 15 либо параметров катушек датчиков не вызывает сигнала на выходе моста.

Эта свойство является особенно важным, так как в условиях испытаний измерительный преобразователь подвер- 2О гается воздействию постоянного либо переменного магнитного поля.

Ввиду наличия экрана 5 можно беэ поправок проводить измерения магнитострикции электротехнических сталей вплоть до индукции насыщения.

1. Устройство для измерения магЙитострикции, содержащее пермеаметр с замыкающим образец ферромагнитным ярмом и последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок, измерительный усилитель. первый фильтр низкой частоты, фазочувствительный демодулятор, второй фильтр низкой частоты, детекторный блок И индикатор, а также генератор несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно-балансировочного блока, а второй выход - через фазорегулятор со вторым входом фьзочувствительного демодулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений оно снабжено немагнитной опорной плитой под образец с ферромагнитными вставками, двумя бесконтактными индуктивными датчиками, включенными по дифференциальной схеме на вход компенсационно-балансировочного блока, и задающей пластиной, расположенной в зазоре между укаэанными датчиками и сочлененной с испытуемым образцом.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что заданная пластина выполнена из ферромагнитно" го материала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы и снабжена пружинным фиксатором из немагнитного материала, жестко соединенным с задающей пластиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Е1ektrotechn casop. 1867, 18, М 2, с. 81-100.

2. Авторское свидетельство СССР

9 536450, кл. G 01 R 33/18, 1973.