Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой формы

Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

А.Я. Чернокоз, С.А. Сбитнев, П.M. Снегире (71) Заявитель

Владимирский политехнический инстит (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ

СЕРДЕЧНИКОВ РАЗОМКНУТОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для контроля свойств высокопроницаемых ферромагнитных сердечников разомкнутой формы.

Известны устройства, позволяющие контролировать магнитные свойства сердечников, в которых определение напряженности магнитного поля проиэводится по тангенциальной составляющей на поверхности образца, содержащее измерительную головку, питающий генератор переменного тока, интегрирующие усилители и осциллограф, при этом измерительная головка содержит перемагничивающую катушку, разделенную на две части, разделяемые при зарядке образца и сдвигаемые при измерении, неподвижное основание, магнитный замыкатель, магнитный потенциалометр, образец, охватываемый виткам для измерения индукции (1 1.

При контроле высокопроницаемых сердечников, магнитное поле над поверхностью образца неравномерно,что обусловлено действием зазоров между контролируемым сердечником и магнитным замыкателем, поэтому напряжение, снимаемое с потенциалометра, не соответствует истинному значению магнитного напряжения на поверхности образца.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее датчики Холла, включенные последовательно П-образную магнитную систему, измерительный прибор, переменные сопротивления для регулировки рабочих токов датчиков (21.

В известном устройстве с помощью регулировок добиваются равенства ЭДС датчиков от поля одного направления.

При суммировании происходит компенсация этих ЭДС и напряжение, снимаемое с датчиков, пропорционально магнитному потоку, обусловленному магнитным напряжением на образце. напряженности магнитного поля, и сердечник 11.

Работает устройство следующим образом.

В магнитопроводе 1 и сердечнике

11 создается магнитный поток при пропускании тока через намагничивающую обмотку 3 от источника 3 переменного напряжения. На контролируемом

10 участке образца создается магнитное напряжение Fg источника 12. Это напряжение вызывает магнитные потоки в измерительных катушках 6 и 7. Кроме магнитных потоков, вызываемых паде ййем магнитного напряжения на образце, в измерительных катушках 6 и 7 присутствуют также потоки, обусловленные источником 13 магнитодвижущей

IM,.ãäå 1 - ток в намагничивающей обмотке 2; 9 - число витков обмотки

2. Потоки, обусловленные источником, появляются эа счет несовпадения маг,нитного потенциала сердечника 11, определяемого магнитными сопротивле ниями зазоров между полюсами магнитопровода и сердечником 11, и потенциала ярма 4, замыкающего магHHTHblH поток. При этом направления магнитных потоков в измерительных катушках 6 и 7, обусловленные напряжением F> источника 12, имеют противоположные направления, а потоки., обусловленные напряжением И источника 13, совпадают. Измерительные катушки 6 и 7 подключаются к суммирующему блоку 10 через блок 9 регулировок, с помощью которого выравнивают чувствительность измерительных катушек 6 и 7.

6лок 6 коммутации позволяет подключать измерительные катушки 6 и 7 ли40 .бо согласно, либо встречно по отношению к потокам, обусловленным напряжением F>, и соответственно встречно-согласно по отношению к потокам, обусловленным напряжением IW. При встречном включении измерительных катушек б и 7 по отношению к потокам, обусловленным магнитным напряжением

F<, напряжение на выходе суммирующего блока 10 U ðàâíî

01 К (ф Ф2 ФЭ+ Ф4) где К " суммарная чувствительность измерительных катушек к магнитному потоку, ф и Ф - потоки обусловленные ная.

t пряжением F источника 12, Ф и ф "- потоки, обусловленные напряжением IW источника 13.

"SS

3 . 930

Однако в результате неполной ком пенсации от неидентичности датчиков, а также в результате изменения зазоров между поверхностью образца и замыкающей П"образной магнитной системой возникает погрешность в определении магнитного напряжения на образце. Особенно значительна эта погрешность при контроле высокопроницаемых сердечников, когда магнитное напряжение на .зазорах в намагничивающей цепи превышает магнитное напряжение на образце.

Цель изобретения - повышение тЬчности измерения напряженности магнитного поля при контроле свойств сер-дечников разомкнутой формы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой формы, содержащее магнитопровод с намагничивающей обмоткой, сердечник, расположенный между полюсами магнитопровода, ярмо, замыкающее магнитный поток и расположенное над поверхностью сердечника, измерительные катушки, размещенные в каждом из зазоров между полюсами ярма и сердечником, последовательно соединенные блок регулировки амплитуд и суммирующий блок, выход которого соединен с выходом устройства, введены элемент регулировки магнитных сопротивлений зазоров между полюсами магнитопровода и ярмом, замыкающим магнитный поток, выполненный в виде механически связанных пластин на поверхности каждого полюса магнитопровода, и блок. коммутации, к входам которого .подключены измерительные катушки, а к его выходам - входы блока регулировки амплитуд.

На фиг. l. изображена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 эквивалентная схема измерительной части преобразователя.

Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой формы содержит магнитопровод 1 с намагничивающей обмоткой 2, подключенной к источнику 3 переменного напряжения, ярмо 4, замыкающее магнитный поток, элемент 5 регулировки магнитных сопротивлений зазоров между полюсами магнитопровода и ярмом 4, измерительные катушки 6 и 7, блок 8 ком мутации, блок 9 регулировки амплитуд, суммирующий блок 10, выход- которого является выходом преобразователя по

177 б

930177 6

15.20

25 зо

З5

У ао

При выполнении условия Ф + Ф = 0

Э условие Ф - ф, = 0 тем более выполня„ ется, так как потоки Фзи Ф -одного направления. Следовательно,U<

= К (Ф1+ Ф ), т.е. напряжение на выходе суммирующего блока 10 пропорционально составляющим, обусловленным магнитным напряжением на сердечнике, где R> и R> - магнитные сопротивлея. ния резисторов 14 и 15 зазоров между полюсами магнитопровода и сердечником

1 м и 1 М Г регулируемые с помощью элемента 5 магнитные сопротивления резисторов 16 и 1.7 между полюсами магнитопровода и ярмом 4, замыкающим магнитный поток, К и К.. — магнитные

Мт 6 сопротивления резисторов 18 и 19 между полюсами ярма 4, замыкающего магнитный поток, и сердечником, - F источник 12 магнитного напряжения, который по теореме компенсации заменяет падение магнитного напряжения на образце.

45. Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой формы, содержащее магнитопровод с намагничивающей обмоткой, сердечник, расположенный между полюсами магнитопровода, ярмо, замыкающее магнитный поток и расположенное над поверхностью сердечника, измерительные катушки, размещенные в каждом из зазоров между полюсами ярма и сердечником, последовательно соединенные блок

5

С помощью элемента 5 регулировки магнитных сопротивлений зазоров между полюсами магнитопровода 1 и замыкателем магнитного потока.напряже" ние 01 уменьшается до минимума. Эле. мент 5 регулировки магнитных сопротивлений зазоров состоит иэ механи=. чески .связанных пластин из магнитомягкого материала, размещенных на поверхности каждого полюса. Регулировка магнитных сопротивлений осуществляется за счет изменения величины зазора. Условие минимума напря" жения выполняется при Ф + Ф. = 0 и ф - ф сопзт.. з

Из этого следует, что потоки, обусловленные источником 13, должны отсутствовать, а коэффициент передачи магнитного напряжения F â потоки

Ф и Ф при регулировке не должен изменяться. При согласном включении измерительных катушек 6 и 7

0„= К (Ф + Ф + Ф - Ф, ), Падением магнитного напряжения на ярме 4 пренебрегаем, поскольку он выполнен из высокопроницаемого материала и величина потока в нем значительно меньше, чем в образце. Это вытекае 3 усл вия РЮ,,йМ4 М4 М что практически выполняется. Определение потоков в магнитных сопротивлениях резисторов 18 и 19 проводим по методу наложения, а определение частичных потоков от источников 12 и

13 по методу эквивалентного генератора. При расчете частичных потоков от источника 13 эакорачиваем источник 12, при этом схема преобразуется в схему моста, в одной диагонали источник 13, в другой параллельно сое-. диненные резисторы 18 и 19.

При расчете частичных потоков от источника 12 замыкаем источник 13, при этом схема преобразуется опять в схему моста, в одной диагонали которого источник 12, а в другой параллельно соединенные резисторы И и

17. Магнитную цепь преобразователя можно точно балансировать по минимуму напряжения на выходе суммирующего блока 10 при встречном включении измерительных катушек 6 и 7, а в режиме измерения, т.е. при согласном включении катушек 6 и 7, коэффициент передачи магнитного напряжения будет постоянен и может определяться калибровкой. Погрешность преобразователя обусловлена изменением зазоров между полюсами ярма 4 и поверхностью сердечника 11 при одинаковой чувствительности катушек 6 и 7, аналогичные расчеты можно привести и для разночувствительных катушек.

Таким образом, применение элемента 5 регулировки магнитных сопротивлений зазоров между полюсами магнитопровода 1 и ярмом 4, замыкающим маг-. нитный поток совместно с блоком 8 коммутации, позволяет сбалансировать магнитную цепь преобразователя таким образом, чтобы составляющая напряжения в выходном сигнале от действия источника намагничивающей силы, величина которого зависит от зазоров в намагничивающей цепи, была бы равна нулю. Благодаря этому увеличивается точность преобразователя.

Формула изобретения

9301 регулировки амплитуд и суммирующий блок, выход которого соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения напряженности магнитного поля на поверхности сердечника, в него введены элемент регулировки магнитных сопротивлений зазоров между полюсами магнитопровода и ярмом, замыкающим магнитный поток, выполненный в виде механически связанных

77 8 пластин на поверхности каждого полюса магнитопровода, и блок коммутации, к входам которого подключены,измерительные катушки, а к его выходамвходы блока регулировки амплитуд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 331345, кл. G 01 R 33/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 261562, кл. Ij 01 R 33/02, 1970.

930177

Фва Я

Составитель Г. Семенова

Редактор В.Лазаренко Техред Т. Фанта Корректор Е. Ровко

Заказ 3460/58 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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