Устройство для исследования ферромагнитных материалов

 

Изобретение относится к области магнитных измерений ,в частности, к устройствам для определения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, и может быть использовано при неразрушающем контроле их качества. Целью изобретения является повышение точности измерений. При первом проходе петли гистерезиса выделяется ошибка, вызванная дрейфом выходного напряжения интегратора 6. Ошибка учитывается в процессе измерения при втором проходе петли гистерезиса. Указанная ошибка выделяется с помощью запоминающего устройства 21, суммирующего усилителя 17, инвертирующего усилителя 18 и в начале второго прохода петли гистерезиса по сигналу с блока 22 распределителя импульсов через ключ 19 подается на входы суммирующего усилителя 8 непосредственно и через интегратор 20. В результате напряжение на выходе суммирующего усилителя 8 пропорционально только текущему значению индукции. Устройство также содержит блок 1 намагничивания с испытуемым образцом 2, блок 3 управления, индукционный датчик 4 и датчик 11 напряженности магнитного поля блока намагничивания, усилители 5, 12, инвертирующий усилитель 7, нульорган 14, запоминающие устройства 9, 10, ключи 13, 16, регистрирующий прибор 15. 2 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (5!) 4 С О! R 33/ i 4

3! Грия(1 13

Итыть. . 1,.,1" ."Щ

Е, "Ь» !3,;А .. ; 1,И . АНИЕ ИЗО":.=.Ð -..ТЕНИЯ -,,";, ;;, ;;!= ",СфЯ (; ВИДЯ ЯДl " Я>

1 ,Я

4м.-в

ГОсудАРстВенный Комитет по изаБРетениям и отнРцтиям пви гкнт ссс (21) 4302945/24-21 (22) 08.09.87 (46) 07.05.89. Бюл. 1! 17 (72) В.С. Зверев, В.Н. Старников, В.С. Катык и А.В. Пилипенко (53) 621 .317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 408246,, кл. С 0) R 33/14, 1973.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к устройствам для определения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, и может быть использовано при неразрушающем контроле их качества. Целью изобретения является повышение точности измерений. При первом проходе петли гис— терезиса выделяется ошибка, вызванная дрейфом выходного напряжения интегратора 6. Ошибка учитывается в

».ЗР»» Н.7ЫН Д1 гроцессе измерения при втором проходе гетли гистерезиса. Указанная ошибка выдегяется с помощью запоминающего устройства 2!, суммирующего усилителя

17„инвергируюшгго усилителя 18 и в начале второго прохода петли гис— терезиса по "игналу с блока 22 распрепелителя импульсов через ключ 19 подается на входь. суммирующего усилителя 8 не-,oñðåäñтвенно и через интегратор 20. В результате напряже— ние на выходе суммирующего усилителя

8 пропорционально только текущему значению индукции. Устройство также содержит блок 1 намагничивания с испытуемым образцом 2, блок 3 управления, индукционный дагчик 4 и датчик 1 напряженности магнитного поля блока намагничивания, усилители 5, 1 2, инвертируюший усилитель 7, нугп— орган 14, запоминающие устройства

9,10, ключи 13, 6, регистрирующий прибор 15. 2 ил.

14781 76

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности— к устройствам для определения статических магнитных характеристик фер5 ромагнитных материалов, и может быть использовано при неразрушающем контроле их качества.

Целью изобретения является повышение точности измерений. 1О

На фиг. 1 изображена структурная схема ус тройств а; на фиг . 2 — диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Устройство для исследования харак- 15 теристик ферромагнитных материалов содержит блок 1 намагничивания с испытуемым образцом 2, блок 3 управления, выход которого соединен с входом блока 1 намагничивания, после- 2р довательно соединенные индукционный датчик 4 блока 1 намагничивания, первый усилитель 5, интегратор 6, инвертирующий усилитель 7 (ИУ), выход которого соединен с третьим входом 25 суммирующего усилителя 8 (СУ), при этом выход первого усилителя 5 соединен с входом блока 3 управления, а выход интегратора 6 соединен с первыми входами первого 9 и второго 30

1 О запоминающих устройств (ЗУ), выходы которых соединены с первым и вторым входами СУ 8 соответственно. последовательно соединенные датчик

11 напряженности магнитного поля бло- 35 ка 1 намагничивания и второй усилитель 12, выход. которого соединен с входами первого ключа 13 и нульоргана 14, двухкоординатный регистрирующий прибор 1 5, входы которого 4р соединены соответственно с выходами первого 13 и второго 16 ключей, а вход второго ключа 16 соединен с выходом СУ 8, последовательно соединенные второй суммирующий усилитель 45

17, второй инвертирующий усилитель

18, третий ключ 1 9 и второй интегратор 20, выход которого соединен с четвертым входом СУ 8, при этом выход третьего ключа 19 соединен с пятым входом СУ 8, третье запоминающее устройство 21, первый вход которого соединен с выходом ИУ 7, а выход соединен с первым входом второго

СУ 8, второй вход которого соединен с выходом первого ЗУ 9,, блок 22 распределителя импульсов, вход которого . соединен с выходом нуль — органа, а первый, второй, третий выходы соедииены соответственно с вторым входом первого ЗУ 9, с вторым входом второго

ЗУ 1 О, с вторым входом третьего ЗУ

21, третий вход блока 22 распределителя импульсов соединены с управляющими входами первого 13, второго

16 и третьего ключей 19 и отключающим входом нуль-органа 14.

Устройство работает следующим обра зом.

Пусть начальное состояние характеризуется величиной индукции В (точка А на фиг . 2, где пунктирная линия соответствует кривой, которая фиксировалась бы регистрирующим прибором, если бы ключи 13 и 16 были включены в начальный момент (времени). Пусть также интегратор 6 имеет дрейф, что вызывает ошибку В на выходе устройства, равную где k — коэффициент пропорциональности, — время.

Блок 3 формирует требуемый закон перемагничивания образца 2, датчики

4 и 11 выдают сигналы, пропорциональные соответственно скорости изменения магнитной индукции В и напряженности магнитного поля Н, которые усиливаются усилителями 5 и 12. Сигнал датчика 4 после усиления интегрируется интегратором 6.

При увеличении напряженности намагничивающего поля от нулевого значения до максимального (+Н ) и затем уменьшении ее до нуля, состояние образца 2, которое фиксировалось регистрирующим прибором, будет изме- няться по траектории А-Б-С (фиг .2) °

В точке С нуль-орган 14 выдает импульс, который пройдет на первый выход блока 22 распределителя импульсов и включит первое ЗУ 9, которое измерит и запомнит уровень напряжения с интегратора 6. Это напряжение будет пропорционально расстоянию по оси В от точки А до точки С (фиг.2) ° т.е. величине

+В„+ kT/2 + В„, где „— остаточная индукция (координ а та т оч к и С) „

Т вЂ” период перемагничивания.

При дальнейшем перемагничивании, т.е. при измерении намагничивающего поля от О до значения (-Н) и снова

) 478176

20 до О, состояние образца будет изменяться по траектории С-Д-Е. В точке Е нуль-орган 14 выдаст сигнал на блок 22 распределителя импульсов, который пропустит его на второй вы5 ход. По этому сигналу срабатывает второе ЗУ 1 О, которое измерит и запомнит уровень напряжения, пропорциональный величине -В,,+ kT + В

Напряжения с первого ЗУ 9 и второго

10 складываются с масштабным коэффициентом 0,5 в СУ 8. При дальнейшем росте поля до (+Н ). и снижении его до О, магнитное состояние образца будет изменяться по траектории Е-Р-К.

В точке К нуль-орган 14 выдаст сигнал, который блок 22 распределителя импульсов направит на третий выход.

Этот сигнал включит третье ЗУ 21, которое измерит и запомнит уровень напряжения с выхода ИУ 7. При этом на выходе второго СУ 17 будет напряжение, пропорциональное +В„+ kT/2+

+ В о — „— 3kT/2 — Во = -kT, со- 25 ответственно на выходе второго ИУ

18 будет напряжение, пропорциональное величине kT. Через. третий ключ

19, открытый сигналом блока 22 распределителя импульсов, это напряжение пройдет на пятый вход СУ 8, где оно будет складываться с коэффициентом 3/4 и подаваться на вход второго интегратора 20, где будет интегрироваться с коэффициентом 1/T

В это же время сигнал с третьего выхода блока 22 распределителя импульсов откроет ключи 13 и 16, подготовив регистрирующий прибор 15 к приему окончательной информации и отклю- 40 чит нуль-орган 14. В данный момент, на входы СУ 8 будут приходить и складываться с соответствующими коэффициентами напряжения: от первого ЗУ 9, пропорциональное (+B„+ kT/2+ Во), 45 от второго ЗУ 10 (-В + kT + В ), от третьего ключа 19 (kT), от второго интегратора 20 — О, от ИУ 7 (-В„-ЗЯТ/2+ Вп), Следовательно, на выходе СУ 8 будет напряжение, пропорциональное величине (В„+ kT/2 + В

-В,, + k ° Т + В,)/2, 3kT/4 + Π— 3kT/2

Поэтому точка К, соответствующая состоянию без компенсации дрейфа, пе55 рейдет в скорректированную точку К

1 реальной диаграммы, с которой и начнется регистрация реальной кривой перемагнич ивания (сплошная линия на фиг.2). Компенсация дрейфа интегратора 6 в процессе измерения осуществляется следующим образом. Второй интегратор 20 интегрирует напряжение с третьего ключа 19, т.е. напряжение на выходе интегратора 20 равно т (1/Т) J 1т с = 1Т. о

Это напряжение суммируется СУ 8 с напряжением е. выхода ИУ 7, равным (- — kT), следовательно, на выходе

СУ 8 будет напряжение, пропорциональное только текущему значению индукции В (постоянные значения напряжения на прочих входах СУ 8 в данное время компенсирует постоянные началь" ные погрешности) .

Применение предлагаемого устройства позволит повысить точность измерений магнитных параметров ферромагнитных изделий. Это имеет значение при неразрушающем контроле изделий, особенно тогда, когда измеренный параметр, по которому делается заключение о качестве продукции, изменяется в небольших пределах.

Формула изобретения

Устройство для исследования ферромагнитных материалов, содержащее блок намагничивания, блок управления, выход которого соединен с входом блока намагничивания, последовательно соединенные индукционный датчик блока намагничивания и первьп усилитель, выход которого соединен с входами интегратора и блока управления, первое и второе запоминающие устройства, первые входы которых соединены с входом инвертирующего усилителя и выходом интегратора, а их выходы соединены с первым и BTopbIM входами суммирующего усилителя соответственно, третий вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, последовательно соединенные датчик напряженности магнитного поля блока намагничивания и второй усилитель, выход которого соединен с входами нуль-органа и первого ключа, регистрирующий прибор, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, а вход второго ключа соединен с выходом суммирующего усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено третьим запоминающим устройством, вторым суммируюФ

Н В

Сос тав итель В . Г руздев

Редактор В. Бугренкова Техред Л.Олийнык, Корректор M. Васильева

Заказ 2360/46 Тираж 714 Подп исное

ВНИИПИ Государственного коьытета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина,101

5 14781 щим усилителем, вторым инвертирующим усилителем, третьим ключом, вторым интегратором и блоком распределителя импульсов, при этом второй сумми-рующий усилитель, второй инвертирующий усилитель, третий ключ и второй интегратор соединены последовательно, выход второго интегратора соединен с четвертым входом суммирующего усилителя, пятый вход которого соединен с выходом третьего ключа, первый вход третьего запоминающего устройства соединен с выходом инвертирующего усилителя, а выход третьего запоминающего устройства соединен с первым входом второго суммирующего усили76 6 теля, второй вход которого соединен с выходом первого запоминающего устройства, вход блока распределителя импульсов соединен с выходом нульоргана, первый выход блока распределителя импульсов соединен с вторым входом первого запоминающего устройства, второй выход блока распределителя импульсов соединен с вторым входом второго зanоминающего устройства, а третий выход блока расгределителя импульсов соединен с вторым входом третьего запоминающего устройства, с управляющими входами первого, второго, третьего клочей и управляющим входом нуль-органа.