Устройство для контроля динамики сложного намагничивания

Устройство для контроля динамики сложного намагничивания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

Союз Советсимк

Социалистических республик

<и>,901960 (61) Дополнительное к авт. саид-ву .(22) Заявлено 13.0б.80 (21) 2939933/18 — 21 с присоединением заявки,йн (23 ) Приоритет (51)М. Кл.

О 01 а 33/14

3Веударатаепи4 «аннтат

CCCP ав иааф нзабуатаннй н аткрнтнй (53) УДК621.317.

° 423 (088.8) Опубликовано 3001 82. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30,01.82 . (12) Авторы изобретения о

Б. Б. Винокуров, В. Г. Мизин и В. В. Гасельник

Томский ордена, Октябрьской Революции и ордена удовой"";-"

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАМИКИ

СЛОЖНОГО НАМАГНИЧИВАНИЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям, предназначено для контроля динамики намагничивания ферромагнетитов в сложных магнитных полях и может быть использовано для неразрушающего контроля ферромагнитных материалов и изделий.

Известно устройство для осциллографирования кривой индукции от намагничивающего поля, содержащее источник тока возбужденна, исследуемый образец, интегратор, устройство, вырабатывающее напряжение пропорционально току, и электронно-лучевой осциллограф (1).

Однако известное cTpoRcTso He позволяет проводить наблюдение динамики сложного намагничивания.

Известно также устройство для осцилпографирования динамики сложного перемагщьчивания ферромагнетиков, содержащее после-. довательно соединенный блок намагничивания, вырабатывающий сложный двухчастотный сигнал, намагничивающую обмотку и образцовый резистор, последовательно соединенные измерительную обмотку, интегратор и элек2 тронный осциллограф, причем его вход канала. горизонтального отклонения связан с образцовым резистором (2).

Однако в данном устройстве при соотношениях частот возбуждающих полей 100 и более снижается надежность контроля, так как прн таком соотношении частот наблюдения динамики намагничивания ферромагнетика либо затрудняется, либо вообще невоз30 можна из-за большой разности уровней низкочастотных и высокочастотных сигналов на входах электронного осциллографа.

Цель изобретения — повышение точности контроля при соотношении частот намагни15 вгваяяцих полей 100 и более.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля динамики сложного намагничивания, содержащее блок намагничивания, подключенную к его первому выход намагничивающую обмотку, интегратор, подключенную к его входу измерительную обмотку и электронный осциллограф, дополнительно снабжено второй намагничивающей обмоткой, подключенной ко второму выходу блока намагничивания, последовательно соединенными первым блоком выборки и запоминания и первым суммирующим усилителем, последовательно соединенными второй измерительной обмоткой, вторым интегратором, вторым блоком выборки и запоминания, вторым суммирующим усилителем, а также сдвоенным ключом, первая и вторая пара контактов которого шуитируют второй вход и выход соответственно первого и второго суммирующих усилителей, причем вторые входы первого и второго суммирующих усилителеч подключены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, выход первого суммирующего усилителя — к пластинам вертикального отклонения осциллографа, выход второго суммирующего усилите-.ля — к пластинам горизонтального отклонения осциллографа, третий выход блока намагничивания — к общим управляющим входам блоков выборки и запоминания и модулятору яркости электронного осциллографа, второй вход первого блока выборки и запоминания связан с выходом йервого интегратора.

Кроме того, блок намагничивания выполнен в виде последовательно соединенных генератора низкой частоты, фазовращателя, формирователя строб-импульса, генератора высокой частоты, причем выход генератора низкой частоты связан с первым выходом блока намагничивания, выход генератора высокой частоты — со вторым выходом блока намагничивания, а выход формирователя стробимпульса подключен к третьему выходу. блока намагничивания.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — формы кривых при сложном намагничивании: а — низкочастотный гистерезисный цикл; б — область динамических частных циклов.

Устройство содержит блок 1 намагничивания, две намагничивающие обмотки 2 и 3; измерительную обмотку 4, подключенную ко входу первого интегратора 5, измерительную катушку 6 ноля, подключенную ко входу второго интегратора 7, два суммирующих усилителя 8 и 9, один из которых включен между первым интегратором 5 и входом канала вертикального отклонения электронного осциллографа 10, а другой — между вторым интегратором 7 и входом канала горизонтального отклонения электронного осциллографа 10, два блока 11 и 12 выборки н запоминания, сигнальные входы которых подключены соответственно к выходам первого 5 и второго 7 интеграторов, а выходы соответственно к первым входам суммирующих усилителей 8 и 9.

901960

5 0

4

Устройство также содержит сдвоенный ключ 13, первая и вторая пары контактов которого шунтируют второй вход и выход соответственно первого 8 и второго 9 суммирующих усилителей.

Блок 1 намагничивания выполнен в виде последовательно соединенных генератора 14 низкой частоты, фазовращателя 15, формирователя 16 строб- импульса, генератора 17 высокой частоты, причем выход генератора

14 низкой частоты связан с первой намагничивающей обмоткой 2, выход генератора 17 высокой частоты — со второй намагничивающей обмоткой 3, а выход формирователя 16 строб-импульса подключен к общим управляющим входам блоков ll и 12 выборки и запоминания и к модулятору яркости электронного осциллографа 10.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 намагничивания и связанные с ним намагничивающие обмотки 2 и 3 .обеспечивают воздействие на испытуемое изделие двух электромагнитных полей, одно из которых низкочастотное, от единиц до десятков герц и большой напряженности, а другое — с частотой. в 100 и более раз выше и малой напряженности. Измерительная обмотка 4 и первый интегратор 5 обеспечивают получение сигнала, пропорционального индукции, а измерительная катушка 6 поля и второй интегратор 7 — сигнала, пропорционального напряженности.

Часто интерес представляет возможность контроля динамики сложного намагничивания в любой точке низкочастотной петли гистереэиса, что затруднено из-за большой разницы уровней возбуждающих полей, а следовательно значительного отличия размеров BblcoK0%crorного частного цикла и низкочастотной.петли гистерезиса. Кроме того, измерение точки наблюдения требует постоянной перерегулировки уровней смещения электронного осциллографа. Это снижает точность определения области наблюдения и усложняет процесс испытания.

Для исключения укаэанных недостатков в схему между интеграторами 5 и 7 и электронным осциллографом 10 введены суммирующие усилители 8 и 9, на первые входы которых подаются напряжения, пропорциональные В, и Н (фиг. 2 а), вырабатываемые блоками 11 и 12 выборки и запоминания.

Это обеспечивает автоматическое смещение области наблюдения в центр экрана электронного осциллографа 10. Необходимый размер иэображения частных циклов на экране электронного осциллографа 10 обеспечивается регулированием коэффициента усиления по осям суммирующих усилителей 8 и 9.

901960

10

Сдвоенный ключ 13 позволяет раздельно получать на экране электронного осциллографа 10 как низкочастотные гистерезисные циклы (фиг. 2 a) при замкнутых контактах ключа 13, так и область с частными цикла ми (фиг. 2 б) при разомкнутых контактах ключа 13.

Обеспечение стабилизации сдвига по фазе между намагничивающими полями, необходимой для получения неподвижного изображения иа экране электронного осциллографа 10 при кратных в общем случае частотах этих полей, достигается блоком 1 намагничивания, который выполнен в виде последовательного соединения генератора 14 низкой частоты, фазовращателя 15, формирователя 16 стробимпульса и генератора 17 высокой частоты.

Формирователь 16 строб-импульса вырабатывает короткий импульс, длительность которого должна включать 10 — 15 периодов высокочастотного поля. Строб-импульс с формирователя 16 поступает на вход запуска генератора

17 высокой частоты, выполненного по схеме генератора ударного возбуждения . Кроме того, этот импульс используется для управле, ния 6локами 11 и 12 выборки и запоминания . и для получения световой метки на экране электронного осциллографа 10- Нужный момент формирования строб-импульсов обеспечивается фазой напряжения, вырабатываемой фазовращателем 15.

Такая схема стабилизации сдвига фазы между намагничивающими полями при плавном изменении частоты высокочастотного генератора в широко заданных пределах не требует высокой стабильности частоты генератора 17 и обеспечивает неподвижное иэображение на экране электронного осциллографа 10, несмотря на то, что частоты в общем случае могут быть не кратными.

Таким образом, применение автоматического смещения и усиления в сочетании с высокой. степенью синхронизации изображения частных циклов обеспечивает повышение точности и производительности контроля. намагничивания, подключенную к его первому выходу намагничивающую обмотку, интегратор, подключенную к его входу измерительную обмотку и электронный осциллограф, о т л и ч а ю щ е е с я ., тем, что, с целью повышения точности при соотношениях частот намагничивающих полей 100 и более, оно дополнительно снабжено второй намагничивающей обмоткой, подключенной ко второму выходу блока намагничивания, последовательно соединенными первым блоком выборки и запоминания и первым суммирующим усилителем, последовательно соединенными второй измерительной обмоткой, вторым интегратором, вторым блоком выборки и запоминания, вторым суммирующим усилителем, а также сдвоенным ключом, первая и вторая пара контактов которого. шунтируют второй вход и выход соответственно первого и второго суммирующих усилителей, причем вто- . рые входы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, выход первого суммирующего усилителя — к пластинам вертикального отклонения осциллографа, выход второго суммирующего усилителя— к пластинам горизонтального отклонения осциллографа, третий выход блока намагничивания — к общим управляющим входам блоксв выборки и запоминания и модулятору яркости электронного осциллографа, второй вход первого блока выборки и запоминания связан с выходом первого интегратора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок намагничивания выполнен в виде последовательно соединенных генератора низкой частоты, фазовращателя, формирователя строб-импульса и генератора высокой частоты, причем выход генератора низкой частоты связан с первым выходом блока намагничивания, выход генератора высокой частоты — со вторым выходом блока намапшчивания, а выход формирователя строб-импульса подключен к третьему выходу блока намагничивания.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля динамики сложного намагничивания, содержащее блок

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии No 4742352, кл. G OI R 33/12, 2. Решение о выдаче по заявке Р 2796219, кл. G 01 R 33/14, 1980.