Устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТ.НЫХ ПАРАМЕТРОВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий, прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмотко, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенный внутри катушки поля,. и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с (Л входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа - с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка выполнены сверхпроводящими. СК) 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

Д1+ С 01 R 35/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ь

ИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЬ

:00 ,00 3, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3441691/24-21 (22) 17.05.82 (46) 23.07.85. Бюп. ¹ 27 (72) В.Г.Антонов, В.И.Гордон и В.И.Шеремет (53) 621.317.44(088.8) . (56) 1. Шихин А. Я. Автоматические магнитоизмерительные системы. М., "Энергия", 1977, с. 124.

2. Capptuller Н. Vollantomatisches

Magnetwerkstoff — Prufgerat mit Ana.log-Didital-Mandlern.-"Zeitschrift

fur Instrumentenkunde". 70, 1962, рр. 279-282. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий. прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмоткоц, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенный внутри катушки поля,. и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа — с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка выполнены сверхпроводящими.

1168879

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения статических магнитных параметров ФеРромагнитных материалов. 5

Известно устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержащее генератор тока, подключенные к нему блок управления и намагничивающую 10 обмотку испытуемого образца, измеритель" ную обмотку образца, интегратор и двухкоординатный регистрирующий прибор.в данном устройстве магнитные параметры измеряются в квазистатическом режиме на 5 магничивания, т.е. при непрерывном медленном изменении напряженности намагничивающего поля. При этом магнитный поток образца измеряется интегратором путем непрерывного измере- N ния вольтсекундной площади ЭДС, индуцируемой в измерительной обмотке при перемагничивании образца (1 j.

Однако для данного устройства характерны низкие точность и чувствительность измерений, обусловленные необходимостью длительного интегрирования малых значений ЭДС.

Наиболее близким по технической

"ущности к изобретению является уст-ЗО ройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержащее генератор тока,подключенные к нему намагничивающую обмотку образца иблок управления,.35 измерительную обмотку образца, двухкоординатный регистрирующий прибор и интегратор, выполненный в виде преобразователя напряжения в частоту и счетчика импульсов. 40

Магнитные параметры измеряются. путем намагничивания испытуемого образца ступенями магнитного поля и измерения приращений магнитного пото. ка образца, соответствующих каждой ступени. Измерение приращений потока производят с помощью преобразования ЭДС, индуктируемой в измерительной обмотке образца, в частоту и подсчета числа импульсов в процессе изменения напряженности магнитного поля ступени (2).

Однако для известного устройства характерны низкая точность измерения статических магнитных парамет- 5> ров и невозможность определения параметров электропроводных образцов.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов, содержа-.. щем последовательно соединенные блок управления, генератор тока и намагничивающую обмотку, а также измерительную обмотку и двухкоординатный регистрирующий прибор, одним из входов подключенный к второму выходу генератора тока, дополнительно введены катушка поля, соединенная параллельно с измерительной обмоткой, последовательно соединенные первичный преобразователь, расположенный внутри катушки поля, и измерительный блок, последовательно соединенные усилитель и компенсационная обмотка, а также последовательно соединенные дифференцирующий блок и нуль-орган, при этом выход измерительного блока соединен с входом дифференцирующего блока, с входом усилителя и с вторым входом двухкоординатного регистрирующего прибора, а выход нуль-органа — с входом блока управления, при этом катушка поля и измерительная обмотка выполнены сверхпроводящими.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 тока, подключенные к нему блок 2 управления и намагничивающую обмотку

3 испытуемого образца 4, двухкоординатный регистрирующий прибор 5, измерительную обмотку 6 образца 4, подключенную к ней катушку 7 поля, криостат 8, в котором размещены измерительная обмотка 6 и катушка 7 поля, тесламетр 9, содержащий первичный преобразователь 10 и измерительный блок 11, усилитель 12 и компенсационную обмотку 13 образца 4.

Измерительная обмотка 6 и катушка 7 поля изготовлены из специального провода, например из сплава олова и ниобия. Измерительная обмотка 6 выполнена в виде разъемного витка, охватывающего испытуемый образец 4, а в объем катушки 7 поля помещается первичный преобразователь 10 тесламетра 9, выход последнего подключен к одному из входов регистрирующего прибора 5 и через усилитель 12 к

1168879 4 управления. Эта зависимость является статической характеристикой материала образца 4, по которой определяют все его статические магнитные параметры. Сигнал с выхода тесламетра 9 поступает также через усилитель

12 на компенсирующую обмотку 13, в которой создается магнитное поле, пропорциональное току в измеритель1р ной обмотке 6 и компенсирующее изменение намагничивающего поля обмотки

3, вызванное собственным полем измерительной обмотки 6 при пропускании через нее тока.

При испытании образцов электропроводного материала в блоке 2 управления в момент поступления импульса с дополнительно введенного нуль-органа 15 вырабатывается сиг -:ал, по которому с генератора 1 тока происходит ступенчатое изменение тока, протекающего по намагничивающей обмотке 3. Магнитный поток образца 4 изменяется, что приводит к изменению тока в сверхпроводящем контуре. В течение времени изменения потока сигнал на выходе тесламе"ра 9 изменяется. Этот сигнал поступает также на вход дополнительно введенного диффе,ренцирующего блока 14, на выходе которого напряжение U отлично от нуля

3 компенсационной обмотке 13, а второй вход регистрирующего прибора 5-. к измерительному выходу генератора 1 тока. Устройство также содержит последовательно соединенные дифференци рующий блок 14 и нуль-орган 15, выход которого подключен к входу блока 2 управления, а вход дифференцирующего, блока 14 — к выходу тесламетра 9.

Блок 2 управления вместе с генератором 1 Тока и намагничивающей обмоткой 3 представляют собой намагничивающую систему (например,состоящую из задающего блока, управляемого генератора тока и намагничиваю щей обмотки).

Устройство работает следующим образом.

Измерительная обмотка 6 образца 4 и катушка 7 поля образуют контур, по мещенный в криостат 8, заполненный жидким гелием. При пропускании тока от генератора 1 тока по намагничиваю щей обмотке 3 в ней создается магнит ное поле, которое намагничивает испытуемый образец 4. Напряженность этого поля однозначно определяется значением тока в намагничивающей обмотке 3. Характер изменений тока соответствует форме сигнала, поступающего на вход генератора 1 тока с блока 2 управления. При изменении тока в намагничивающей обмотке 3, а следовательно, и напряженности намагничивающего образца 4 магнитного поля в измерительной обмотке 6 индуцируется ток. Этот ток, пропорциональный магнитному потоку образца

4, протекая по катушке 7 поля, соз- 4О дает в ней магнитное поле, индукция которого иэмеряется тесламетром

9, первичный преобразователь 10 ко-. торого размещен в катушке 7 поля.

Сигнал на выходе измерительного бло- 45 ка 11 тесламетра 9,пропорциональный . магнитному потоку образца 4, поступает на регистрирующий прибор 5, куда одновременно поступает сигнал с измерительного выхода генератора

1 тока, пропорциональный напряженности намагничивающего поля, В регистрирующем приборе 5 фиксируется зависимость магнитного потока образца

4 от напряженности намагничивающего поля в вице основной кривой намагничивания или петли гистерезиса в соответствии с формой сигнала блока 2

dUT

U =K ——

9 dt где U — напряжение на выходе тесламетра 9, К вЂ” постоянная дифференцирующего блока 14.

В момент перехода образца 4 в новое статическое магнитное .состояние

Э .соответствующее новому значению напряженности намагничивающего поля, напряжение U становится равным нулевому уровню и на выходе нуль-органа 15 вырабатывается импульс, поступающий на вход блока 2 управления, вызывающий ступенчатое изменение тока в генераторе 1 тока. В регистрирующем приборе 5 также фиксируется статическая характеристика материала образца 4, но в дискретном виде.

Введение дополнительных блоков и выполнение измерительной обмотки и катушки поля сверхпроводящими позволяет повысить точность измерений за счет исключения операции интегрирования и исключения влияния вихре1168879

Составитель

Техред С.йовжий

Редактор С.Саенко

Корректор; М.Розман, Заказ 4б10/39 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вых токов на результат измерения, а также дает возможност проводить испытания образцов электропроводящих материалов. Выполнейие обмоток сверхпроводящими повышает чувствительность устройства.