Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцнапнстнчеснна, Республик

О Л И С Д Н И К ÄÄ901957

ИЗОБРЕТИ Н Иэв

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 12.06.80 (21) 2940631/18 — 21 с присоединением заявки йв— (23) Приоритет— (5l)M. Кл.

G 01 R 33/12

Ввударетввеый квнвтвт

СССР ав авлан кввврвтввкв н вткрмтнк

Опубликовано 30 01.82. Бюллетень М 4

Дата ояубликовання описания 30.01.82 (53) УДК 621.317.

44 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Э. Дрейзин А. Н. Куликов. О. Г. Бондарь; В. В. Клюев, А. П. Дегтерев и В. 10. Соснин (71) Заявители

Курский политехнический институт и научно-иссле институт интроск опии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения динамических магнитных свойств образцов из ферромагнитных материалов. Кроме того, оно может найти применение в.нераэрушающем контроле ферромагнитных материалов для структуроскопии, Известно устройство для измерения динамических магнитных характеристик, содержицее . источник намагничивающего поля, программное устройство, устройство для выделения напряжений, пропорциональных напряженности магнитного поля и магнитнои индукции испытываемого образца, два генератора компенсирующего напряжения, управляемые программным устройством, два компаратора, один вход каждого из которых соединен с источником напряжения, пропорционального либо индукции, либ6 напряженности магнитного поля, а другой — с соответствующим генератором компенсирующего напряжения, выходы компаратоЩ ров подключены через формирователи импульсов к схеме совпадения, выход которой соединен с управляющими входами преобразователей аналог-код составляющих компенсирующего вектора 11).

Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения динамических магнитных характеристик и сложность настройки и эксплуатации, что обусловлено наличием большого числа аналоговых узлов.

Известно также устройство для измерения магнитных свойств образцов иэ ферромагнитных материалов, состоящее из последовательно соединенчых генератора, усилителя, намагничивающей обмотки, резистора, а также измерительной обмотки, интегратора, стробоскопического смесителя, импульсного цифрового вольтметра и цифропечатающего устройства.

Резистор соединен со входом нуль-органа, на второй вход которого подается сигнал с выхода регулируемого источника напряжения, а выход нуль-органа подключен ко входам стробоскопического смесителя. Устройство позволяет получить информацию о магнитных свойствах образцов из ферромагнитных материалов, в частности о гистерезисной петле в цифровой QopMeC2 3.

901957 то

15 го г5

ЗО

40

50

Недостатки известного устройства также состоят в невысокой точности, сложности настройки и эксплуатации, обусловленных наличием большого числа аналоговых узлов, требующих точной настройки, обладающих временной и температурной нестабильностью, статической и динамической погрешностями, чувствительностью к помехам.

Цель изобретения — повышение точности измерения динамических магнитных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последова тельно соединенные генератор, усилитель, намагничивающую обмотку и резистор, а также измерительную обмотку, интегратор, измеритель выходного сигнала интегратора и цифропечатающий блок дополнительно введены аналоговый ключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой, а выход — со входом интегратора, блок формирования и хранения кодов и блок совпадения цифровых кодов, параллельньте входы которого соединены с выходами блока формирования и хранения кодов и генератора, выход — с управляющим входом аналогового ключа, а намагничивающая обмотка — co вторым входом усилителя.

Кроме того, генератор выполнен в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразователя, а измеритель выходного сигнала интегратора выполнен в виде цифрового вольтметра постоянного тока.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных генератора I, счетчика 2, цифроаналогового преобразователя 3, усилителя 4, намагничивающей обмотки 5, токозадающего резистора 6, измерительной обмотки 7, аналоь.ового ключа 8, интегратора 9, цифрового вольтметра 10 .постоянного тока, цифропечатающего блока 11, блока 12 формирования и хранения кодов. Второй вход усилителя 4 подключен к точке соединения токозадающего резистора 6 и намагничивающей обмотки 5.

Входы блока 13 совпадения цифровых кодов соединены с параллельными выходами блока

12 и счетчика 2, а выход — с управляющим входом аналогового ключа 8, Устройство работает следующим образом.

Прямоугольные импульсы заданной частоты с выхода генератора 1 поступают на вход счетчика 2, в котором последовательный цифровой код преобразуется в параллельный.

Параллельный цифровой код с выходов счетчика 2 подается одновременно на входы цифро-аналогового преобразователя 3 и блока

13 совладения цифровых кодов. Цифро-аналоговый преобразователь 3 в соответствии с поступающим цифровым кодом формирует ступенчатое напряжение, периодически изменяющееся по линейному закону, которое через усилитель 4 подается на намагннчивающую обмотку S, последовательно соединенную с токозадающим резистором 6. Напряжение, пропорциональное току, протекающему по намагничивающей обмотке 5 и резистору 6, снимается с последнего и поступает на второй вход усилителя 4. Таким образом,.напряженность поля, создаваемого намагничивающей обмоткой 5, будет пропорциональна току на выходе усилителя 4.

При совпадении кодов на выходе счетчика

2 и блока 12 формирования и хранения кодов, блок 13 совпадения цифровых кодов вырабатывает сигнал, открывающий аналоговый ключ 8, и напряжение с выхода измерительной обмотки 7 через открьттьпт ключ 8 поступает на вход интегратора 9. Блок 13 сов адеиия эа период повто1тения напряжения намагничивания срабатывает два раза, таким образом, аналоговый ключ 8 оказывается открытым в течение половины периода повторения тока намагничивания. В конце половины периода тока намагничивания на выходе интегратора 9 присутствует постоянное напряжение, пропорциональное измеряемой индукции. Это напряжение фиксируется цифровым вольтметром постоянного тока, и результат отпечатътвается цифропечатающим блоком 11.

Точность измерений повышается за счет того, что аналоговый ключ введен на вход интегратора. Благодаря такому включению интегратор работает только в течение полупериода, а не всего периода, как в известном устройстве, что значительно снижает погрешность, связанную с дрейфом интегратора.

Точность измерений повышается также благодаря применению цифрового вольтметра постоянного тока, который имеет большую точность, чем импульсный. Соединение резистора со вторым входом усилителя позволяет подцерживать в широком температурном диапазоне заданную величину тока намагничивания, что также повышает точность измерений.

Введение блока формирования и хранения цифровых кодов и схемы совпадения цифровых кодов, во-первых, упрощает настройку и эксплуатацию установки, так как эти узлы не нуждаются в точной индивидуальной настройке, которой требуют аналоговые узлы прототипа (нуль-орган, стробоскопический смеситель, источник регулируемого. напряжения), с помощью этих узлов легко и точно

901957

ВНИИПИ Заказ 12376/56 Тираж 718 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 задается координата точки измерения, во-вторых, повышает точность выделения сигнала начала и конца измерения, что также увеличивает точность установки в целом, так как аналоговые уэльс известного устройства рабо- З тают со значительными статическими и динамическими погрешностями.

Выполнение генератора в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, счетчика и дифро-аналогового преобразователя позволяет формировать напряжение практически любой формы, высокостабильной частоты и амплитуды, что повышает точность измерений и упрощает эксплуатацию установки. 15

Формула изобретения

1. Устройство для измерения динамических щ магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель, намагничивающую обмотку.и резистор, а также измерительную обмотку, интегратор, измеритель вы- 25 ходного сигнала интегратора и цифропечатающийблок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения динамических магнитных характеристик1 в него дополнительно введены аналоговый ключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой, а выход — со входом интегратора, блок формирования и хранения кодов и блок совпадения цифровых кодов, параллельные входы которого соединены с выходами блока формирования и хранения кодов и генератора, выход — с управляющим входоМ аналогового ключа, а намагничивающая обмотка — co вторым входом усилителя.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что генератор выполнен в виде последовательно соединенных генератера прямоугольных импульсов, счетчика и цифро. аналогового преобразователя, а измеритель выходного сигнала интегратора выполнен в виде цифрового вольтметра постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 3798861 кл. G 01 R 33/12, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 5041601 кл. G 01 R 33/12, 1976.