Способ определения временной нестабильности магнитной проницаемости сердечников

 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для прогнозирования вызванного дезаккомодацией измерения свойств замкнутых сердечников во времени. Исследуемый сердечник перемагничивают переменным полем с возрастающей амплитудой H<SB POS="POST">M</SB>, измеряя амплитуду напряженности переменного поля H<SB POS="POST">M1</SB>, которая соответствует максимуму амплитудной магнитной проницаемости. Затем из полного сигнала ЭДС индукции выделяют вторую гармонику U<SB POS="POST">2</SB>, определяют зависимость U<SB POS="POST">2</SB>=F(H<SB POS="POST">M</SB>) и измеряют амплитуду поля H<SB POS="POST">M2</SB>(H<SB POS="POST">M2</SB> меньше H<SB POS="POST">M1</SB>), которая соответствует максимуму зависимости U<SB POS="POST">2</SB>=F(H<SB POS="POST">M</SB>). Далее намагничивают сердечник полем, увеличивая его амплитуду по возрастающей пилообразной кривой от нуля до найденного значения H<SB POS="POST">M1</SB>, и повторяют намагничивание до тех пор, пока не достигают максимального значения U<SB POS="POST">2</SB>, которое измеряют в точке H<SB POS="POST">M2</SB>. По отношению найденного значения U<SB POS="POST">2</SB> к полному сигналу ЭДС индукции судят о полном относительном изменении магнитной проницаемости на дезаккомодационной кривой, оценивая таким образом ее временную нестабильность. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SI)5 ь 01 R 33 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4328114/24-21 (22) 13. 11..87 (46) ?3.05.90. Бюл, Р 19 (72) Е.К.Н3рьева и В,Л.Куртц (53) 621,317.044(088.8) (56) 1 иктяков Р,N, и др, Стабильность

4ерритов, N.: Советское радио, 1974, с. 5, 41, 73, 284. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ

НЕСТАБИЛЬНОСТИ МАГНИТНОЙ IIPOHHIIAE

110СТИ СЕРДЕЧНИКОВ (57) Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для прогнозирования вызванного деэаккомодацией измерения свойств замкнутых сердечников во времени, Исследуемый сердечник перемагничивают переменным полем с возрастающей амплитудой Н, измеряя амплитуду напряженности переменного поля Н, котоtn i

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для прогнозирования вызванного дезаккомодацией изменения свойств замкнутых сердечников во времени, Прогнозирование поведения сердечников на многолетний период имеет большое значение для оптимального проектирования радиоаппаратуры, обеспечивая надежность ее работы.

Временная стабильность — один из наиболее важных показателей качества стандартных образцов магнитных свойств, предназначенных для поверки магнитоизмерительных установок.

„„80„, 3566314 А1 рая соответствует максимуму. амплитудной магнитной проницаемости. Затем иэ полного сигнала ЗДС индукции выделяют вторую гармонику U» определяют зависимость Uq = f(H ) и измеряют амплитуду поля Н (H меньше

Н 1, которая соответствует максимуму

1 зависимости Н = Е(И ). Далее намагничивают сердечник полем, увеличивая его амплитуду по возрастающей пилообразной кривой от нуля до найденного значения Н, и повторяют намагничи 1 Ф вание до тех пор, пока не дос;"игают максимального значения Н, которое измеряют в точке Н .. По отношению найденного значения 0 к полному сигналу ЭДС индукции судят о полном о=носительном изменении магнитной проницаемости на дезаккомодационной кривой, оценивая таким образом ее временную нестабильность, 3 ил, Цель изобретения — повышение точности и производительности контроля, На Лиг. 1 изображена схема устройства, реализующего способ; на фиг,2— спектр собственных частот исследуемого сердечника; на Лиг.3 — временные диаграммы намагничивания исследуемого сердечника, В устройстве (фиг.1) к генератору 1 переменного тока подключены измеритель 2 тока и первичная тороидальная обмотка 3, охватывающая сердечник 4. Вторичная тороидальная обмотка 5, охватывающая сердечник 4, подключена к входу двухпозиционного

1566314 переключателя 6, К одному выходу переключателя 6 подключен широкополосный измерительный прибор 7, к другому выходу — селективный измерительный прибор 8, Измерения проводят в полях, соответствующих процессам смещения границ доменов, где сильно выражены низкочастотные релаксационные процессы.

Из фиг.2 видно, что низкочастотный спектр переносится в район второй гармоники с эффектом усиления за счет собственных нелинейных свойств ферромагнетика. Внутренний эффект усиления реализован в способе посредством использования контролируемого сердечника 4 с обмотками 3, 5 в качестве активного первичного преобразователя (типа ферромодуляционно— го), Источником дополнительной энерФ гии является вырабатываемое первичс ной обмоткой 3 переменное поле, перемагничивающее сердечник 4, в то же время ЭДС второй гармоники магнитной индукции Uq, индуцируемая во вторичной обмотке 5, несет информацию о постоянной и инфранизкочастотных составляющих магнитной индукции В перемагничиваемого сердечника в соответствии с выражением

U2 w2,$ К(ы,e„)a„(1) где Н вЂ” амплитуда напряженности переменного поля;

4 — частота переменного поля;

К вЂ” коэффициент пропорциональ- 35 ности, он же коэффициент преобразования в ферромодуляционных преобразователях, характеризующий эффективность усиления sa счет нелинейных 40 свойств ферромагнетика, V — количество витков вторичной обмотки 5

S — площадь поперечного сечения сердечника 4. 45

При этом U является непосредственно мерой изменения магнитных свойств сердечника 4 во времени, так как. генерация второй гармоники магнитной индукции не только искажает 50 форму петли гистереэиса за счет асимметрии, но и сопровождается перекачкой энергии иэ первой гармоники во вторую. Поэтому магнитную нестабиль ность можно оценивать по отношению 55 второй гармоники ЭДС магнитной индукции к полному сигналу ЭДС магнитной индукции, что соответствует относительному изменению магнитной проницаемости (др/,м) на дезаккомодационной кривой, Как видно из выражения (1), в переменном поле временная магнитная нестабильность сердечника 4 определяется не только составляющей В, но и коэффициентом К, который линейно зависит от частоты cd. Гак как остаточная намагниченность В, связанная с предысторией образца, не зависит от поля Н, то, определяя зависимость Б = Г(Н ) при значении Во, отличном от нуля, можно судить о форме кривой К = f(H„), а значит и î характере распределения интенсивности магнитной нестабильности в данной области полей. Это распределение характеризуется максимумом в области процессов смещения, который соответствует максимальной чувствительности измерений.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Определяют верхнюю границу по полю Н, соответствующую максимуму

1 амплитудной проницаемости, Для этого намагничивают сердечник 4 переменным полем. Плавно изменяя ток намагничивания в соОтветствии с диаграммой Р> (фиг.3), измеряют ток в первичной обмотке 3 (фиг,1) с помощью измерителя 2 тока. Одновременно в тех же точках поля с помощью широкополосного прибора 7 измеряют напряжение на выходе вторичной обмотки 5, пропорциональное полному сигналу ЭДС индукции (магнитной индукции), вычисляют для каждой точки поля отношение втОрой измеряемой величины к первой и по максимальному значению отношения указанных величин находят ток намагничивания, пропорциональный полю Н>,.

Определяют точку поля Н > для исследования временной нестабильности.

Поле Н> устанавливают по максимуму

1т зависимости второй гармоники от амнлитуды напряженности поля, Намагничивают сердечник 4 переменным полем той же частоты. Плавно изменяя ток в соответствии с Р, с помощью измерителя 2 тока измеряют ток в первичной обмотке 3, пропорциональный напряженности поля, одновременно в тех же точках поля с помощью селективного прибора 8 измеряют на выходе вторичной обмотки 5 напряжение на частоте второй гармоники U, определяют зависимость второй величины от первой и по максимуму зависимости устанав15бб314

10

45

55 ливают ток намагничивания, пропорциональный полю Н

Стабилизируют границы доменов. С этой целью сердечник 4 намагничивают переменным полем, Изменяют ток намагничивания в соответствии с Л по

1 пилообразной возрастающей кривой от нуля до значения, соответствующего полю H При повторном намагничивании по Р по ходу намагничивания в

1 точке Н с помощью селективного прибора 8 измеряют амплитуду второй гармоники ЭДС индукции и продолжают далее намагничивание до поля Н,„. Hat магничивание по Л„ повторяют до тех пор, пока не достигают устойчивого максимального значения второй гармоники в точке поля Н „ °

Определяют максимально возможное временное относительное изменение магнитной проницаемости. Для этого измеряют стабилизированное значение второй гармоники U в поле Н, Переключив переключатель 6, измеряют полный сигнал магнитной индукции U> в том же поле H, и по отношению второй гармоники к полному сигналу магнитной индукции судят о максимально возможном временном изменении магнитU g мамке ной проницаемости (- — = — — — — ), коБ торым и характеризуют временную нестабильность магнитной проницаемости сердечника 4, Проведенные исследования показали, что максимум кривой U = f(H ), измеренным по предлагаемому способу, располагается в области процессов смещения до максимума амплитудной магнитной проницаемости, что подтверждает релаксационный характер временных изменений. В то же время значения амплитуд второй гармоники коррелируют с погрешностью, характеризующей временную магнитную нестабильность, полученную прямыми измерениями того же сердечника известным способом.

Однако если нестабильность по предложенному способу определялась в течение 20 мин, то в известном способе она определялась по результатам наблюдений сердечника в течение полугода. Таким образом, обеспечивается радикальное повышение производи" тельности контроля. При этом линейная зависимость максимального значения второй гармоники от частоты переменного поля указывает на устойчивость снимаемых показаний.

Таким образом, предложенный способ позволяет искусственно стабилизировать доменную структуру сердечника и,. используя нелинейные свойства ферромагнетика, получить путем единичного измерения информацию о временной магнитной нестабильности и обеспечить повышение точности измерений, экспрессность контроля и его упрощение.

Дополнительно появляется возможность определить распределение интенсивности магнитной нестабильности в области слабых полей, что позволяет определить благоприятный режим эксплуатации сердечника в аппаратуре (амплитуда и частота переменного поля). Это повьпцает информативность контроля. цормула из обретения

Способ определения временной нестабильности магнитной проницаемости сердечников, включающий воздействие на контролируемый сердечник переменным магнитным полем и измерение амплитудной магнитной проницаемости, отличающийся тем, что, с целью JIQBbmteHHR точности H производительности контроля, íà контролируемый сердечник воздействуют переменным магнитным полем с монотонно возрастающей амплитудой напряженности, в процессе этого воздействия регистрируют зависимость амплитудной магнитной проницаемости от амплитуды напряженности переменного магнитного поля и фиксируют значение амплитуды напряженности переменного магнитного поля, соответствующее максимуму амплитудной магнитной проницаемости, затем повторно воздействуют на сердечник переменным магнитным полем с монотонно возрастающей амплитудой напряженности и регистрируют зависимость амплитуды второй гармоники ЭДС индукции от амплитуды напряженности переменного магнитного поля, в процессе регистрации которой фиксируют значение амплитуды напряженности переменного магнитного поля, соответствующее максимуму этой зависимости, после чего на контролируемый сердечник многократно воздействуют переменным магнитным полем с амплитудой напряженности, возрастающей по пилообразному закону от нуля до значения, 1566314

ЙР.. 11 1а

15 где aU /p—

М- Я. 2tJ 2И 2

Фиг.2 соответствующего максимуму зависимости амплитудной магнитной проницаемости от амплитуды напряженности переменного магнитного поля, и регистрируют амплитуду второй гармоники ЭДС индукции при напряженности переменного магнитного поля, соответствующей максимуму зависимости второй гармоники ЭДС индукции от амплитуды напряженности переменного магнитного поля, причем воздействие переменным магнитным полем с амплитудой напряженности, возрастающей по пилообразному закону, производят до достижения постоянства амплитуды второй гармоники ЭДС индукции при амплитуде напряженности переменного магнитного поля, соответствующей максимуму зависимости второй гармоники ЭДС индукции от амплитуды напряженности переменного магнитного поля, затем измеряют амплитуду второй гармоники ЭДС индукции и амплитуду полного сигнала ЭДС индукции при амплитуде напряженности переменного магнитного поля, соответствующей максимуму зависимости амплитуды второй гармоники ЭДС индукции от амплитуды напряженности переменного магнитного поля, а временную нестабильность магнитной проницаемости контролируемого сердечника определяют из соотношения временная нестабильность магнитной проницаемости; соответственно зафиксированные амплитуда второй гармоники и амплитуда полного сигнала ЭДС индукции.

1566314

Ъ2. 0 70 Й И 90 50 б07сек 0

ФАЗ гЗ t,кии

Редактор В.Данко

Заказ 1220 . Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 е и®

Составитель .С.йумилишская

Техред Л.Олийнык Корректор M.Øàðîøè