Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов

 

Изобретение относится к испытанию слабомагнитных материалов. Цель - повышение точности измерения. В устройстве для измерения, ьагнитной восприимчивости слабомагнитных материалов коромысло (К) 1 при помощи опорного элемента 2 установлено на подушке 3. Изолирующий механизм 4 предназначен для перевода К 1 из нерабочего положения в рабочее и обратно. На одном из плеч К 1 подвешен подвиж

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.80,» 2 5418

151)4 С 01 R 33 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3863937/24-21 (22) 06.03.85 (46) 23.01.87. Бюл. N- 3 (72) Л.В.Лебедева, А.И.Синяков, В.А.Субботский и А.П.111елкин (53) 621.317.44 (088.8) (56) Колесов Ю.Р., Ивлева И.Н. Авто— матические. весы для изучения магнитной восприимчивости. — ПТЭ. 1973, К 1, с. 217-218.

Антипин В.А., Ергин Ю.В. Автожтические весы для измерений магнит— ной восприимчивости. — ЖФХ. 1978, т. 52, с. 229-231. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ СЛАБОМАГНИТНЫХ

МАТЕ РИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытанию слабомагнитных материалов. Цель— повышение точности измерения. В устройстве для измерения. магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов коромысло (К) 1 при помощи опорного элемента 2 установлено на подушке 3. Изолирующий механизм 4 предназначен для перевода К 1 из нерабочего положения в рабочее и обратно.

На одном из плеч К 1 подвешен подвиж1 ный элемент преобр а зова теля 5 откло— нения и исследуемый образец 6, размещенный в неоднородном магнитном поле электромагнита 7 (ЭМ) постоянного тока. Цель достигается тем, что в устройство введены генератор

10 низкой частоты, модулятор 9 и усилитель 11 мощности, а электромагнитный компенсатор 13 выполнен в ви285418 де неподвижно закрепленного ЭМ 14 переменного тока и сердечника (С)

15, изготовленного иэ набора парамагнитных пластин и подвешенного к К l, при этом один конец С 15 размещен в центре зазора между полюсами ЭМ. Устройство используется в условиях повышенных магнитных наводок на компенсирующий механизм. 1 ил.

Изобретение .относится к испытанию слабомагнитных материалов и может быть использовано для измерения магнитной восприимчивости образцов веществ и материалов силометрическими методами, например, Фарадея или Гуи.

Цель изобретения — повышение точности измерения магнитной восприимчивости образцов в условиях повышенных магнитных наводок на компенсирующий механизм.

На чертеже изображено устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов.

В устройстве коромысло 1 при помощи опорного элемента (опорной .: призмы) 2 установлено на подушке 3.

Изолирующий механизм 4 предназначен для перевода коромысла 1 из нерабочего положения в рабочее и обратно.

На одном из плеч коромысла I подвешен подвижный элемент преобразователя 5 отклонения и исследуемый образец 6, размещенный в неоднородном магнитном поле электромагнита 7 постоянного тока. Усилитель 8 постоянного тока через модулятор 9, управляющий вход которого соединен с генератором 10 низкой частоты, усилитель 11 мощности и регистратор

12 подключен к электромагнитному компенсатору 13, выполненному в виде неподвижно закрепленного электромагнита 14 переменного тока и сердечника 15, изготовленного из набора парамагнитных пластин и подвешенного к коромыслу 1 так, что адин его конец размещен в центре зазора между полюсами электромагнита 14 .переменного тока. Направление набора парамагнитных пластин ориентировано пер2 пендикулярно направлению силовых линий магнитного поля, создаваемого электромагнитом 14 переменного тока.

К коромыслу 1 подвешена также чашка

5 16, предназначенная для размещения на ней гирь.

Устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов работает следующим образом.

В исходном положении исследуемый образец 6, подвешенный к коромыслу

1, размещается на линии симметрии между полюсами намагничивающего электромагнита 7.постоянного тока.

С помощью изолирующего механизма 4 переводят коромысло 1 в рабочее поло ; жение и уравновешивают массу (вес) исследуемого образца 6 гирями, помещая их на чашку 16. Включают электромагнит 7 постоянного тока и антокомпенсационную схему (преобразователь 5 отклонения, усилитель 8 постоянного тока, модулятор 9, генератор 10 HHSKOA AcLCTOTbl +CHJIHTEJIE> 11 мощности, регистратор 12, электромагнитный компенсатор 13).

Под действием силы, действующей на исследуемый образец 6 со стороны намагничивающего поля, коромысло 1 отклоняется от положения равновесия, что приводит к перемещению подвижного элемента преобразователя 5 отклонения. На выходе преобразователя

5 отклонения появляется сигнал по35 стоянного тока, пропорциональный углу отклонения коромысла 1, который усиливается усилителем 8 постоянного тока и поступает на модулятор 9 .

40 Последний преобразует сигнал постоянного тока в сигнал переменного тока, ;частота которого определяется частотой модулирующего сигнала, поступаю3 12854 щего на управляюп1пй вход модулятора

9 от генератор 10 низкой частоты.

Сигнал переменного тока усиливается усилителем 11 мощности и через регистратор 12 поступает на обмотку электромагнита 14 переменного тока компенсатора 13. Между полюсами электромагнита 14 компенсатора 13 возникает переменное магнитное поле.

Сердечник 15 компенсатора, изготов- 10 ленный из набора парамагнитных пластин, имеет форму вытянутого параллелепипеда. Один его конец размещен в центре зазора между полюсами в зоне однородного переменного магнитно- !5

4 го поля со значением индукции В,:, а другой вне полюсов, где значение индукции В в 5-)0 раз меньше. На расположенный таким образом сердечник со стороны переменного магнит- 2р ного поля будет действовать сила F по линии градиента поля, т.е. верти.кально, направленная вниз, так как парамагнетик втягивается в поле.

Поскольку инерционность коромысла 1 25 весов достаточно велика, а частота собственных колебаний составляет до— ли герц, то периодическое изменение значения силы F происходящее без изменения направления ее действия с 30 частотой в несколько десятков герц, не приводит к раскачиванию коромысла l.

В результате взаимодействия сердечника 15 с переменным магнитым

35 полем электромагнита 14 компенсатора

13 коромысло 1 весов возвращается в исходное положение. О значении силы, действующей на исследуемый образец 6 со стороны магнитного поля щ электромагнита 7 постоянного тока, а следовательно, и о магнитной восприимчивости образца 6, судят по эффективному значений переменного тока, протекающего по обмотке элек- g5 тромагнита 14 компенсатора 13, которое фиксируется с помощью регистратора 12 ° .

Переход от сигнала постоянного тока на выходе преобразователя 5 50 отклонения к сигналу переменного тока на выходе модулятора 9 используется для исключения влияния гистерезиса.материала ярма электромагни та 14 компенсатора 13 на уравновешивающее усилие. Применение переменного тока обеспечивает однозначную зависимость между значением перемен.ного тока, протекающего через обмот18

Д ку электромагнита 14, и значением силы, действующей со стороны пере— менного магнитного поля на сердечник 15 компенсатора 13, выполненный в форме параллелепипеда из набора пластин из латуни, являющейся парамагнетиком и имеющей объемную магнитную восприимчивость порядка 10 в единицах СИ (Ж вЂ” величина безразмерная) . Собственный магнитный момент сердечника не превьппает

-3 г

2 10 А.м., что, по крайней мере, в несколько десятков тысяч раэ меньше магнитного момента сердечника компенсатора.известных весов. Ярмо электромагнита переменного тока компенсатора выполнено иэ набора пластин электротехнической стали. Обмотка электромагнита представляет собой две катушки, намотанные на каркасах. Сила, действующая на парамагнитный сердечник со стороны магнитного поля, достигающего в зазоре между полюсами электромагнита компенсатора максимального значения, достаточна для автоматической компенсации изменения веса исследуемого образца. Преобразователь отклонения коромысла весов состоит из генераторной катушки, двух приемных, расположенных соосно с генераторной, и якоря, выполненного в виде полого цилиндра из немагнитного проводящего материала и размещенного в кольцевом зазоре между генераторной и приемной катушками.

Формулаизобретения

Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов, содержащее электромагнит постоянного тока, коромысло с изолирующим механизмом, механически связанное через преобразователь отклонения с электромагнитом постоянного тока, усилитель постоянного тока, подключенный к выходу преобразователя отклонения, электромагнитный.ком- пенсатор и регистратор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными генератором низкой частоты, модулятором и усилителем мощности, выход которого подключен к регистратору, второй вход модулятора соединен с выходом усилителя

О постоянного тока, а выход регистратора подключен к электромагнитному

1285418

Составитель P.×åðíûõ

Редактор А.Козориз Техред М.Ходанич Корректор Г.Регаетник

Заказ 7б40/48 . Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4. компенсатору, выполненному в виде неподвижного электромагнита переменного .тока и сердечника, из набора парамагиитных пластин, подвешенного к коромыслу, TlpH 1 òом олин кон и сердечника раэмрцен в пр тре зазора между полюсами элекч ро магнита.