Способ определения динамической коэрцитивной силы

 

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано в электротехнической и радиотехнической промышленности для измерения динамической коэрцитивной силы. Сущность изобретения состоит в подсчете числа импульсов переменной частоты, линейно зависящей от скорости изменения намагничивающего поля, от момента остаточной индукции до момента достижения максимума сигналом, пропорциональным производной индукции. По количеству счетных импульсов судят о коэрцитивной силе. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 G 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

43 «() И;$

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т(4 (2) (3) (4) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788082/21 (22) 29.01.90 (46) 23.06.92. Бюл. ¹ 23 (71) Институт прикладной физики АН БССР (72) Е,М.Приходько, П.А.Давидович, И.И.Брановицкий и А.А,Ясютин (53) 621.317.44 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 758024, кл. 6 01 R 33/12, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для измерения динамической коэрцитивной силы при произвольных формах переменного тока намагничивания, в частности при синусоидальной индукции в образце, Цель изобретения — повышение точности измерения коэрцигивной силы при произвольной форме перемагничивающего поля при перемагничивании как по частным, так и по предельным петлям гистерезиса.

На фиг. 1 изображены временные диаграммы, поясняющие сущность предлагаемого способа; на фиг. 2 — один из примеров; на фиг, 3 — блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 4 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

При нелинейном изменении напряженности Н магнитного поля при известном запаздывании Т индукции по отношению к полю коэрцитивная сила Нс находится из соотношения (57) Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано в электротехнической и радиотехнической промышленности для измерения динамической коэрцитивной силы, Сущность изобретения состоит в подсчете числа импульсов переменной частоты, линейно зависящей от скорости изменения намагничивающего поля, от момента остаточной индукции до момента достижения максимума сигналом, пропорциональным производной индукции. По количеству счетных импульсов судят о коэрцитивной силе. 4 ил, т С:

Н с =f,, о (1) 2

Это соотношение поясняет (см. фиг. 1 а, б).

За время dt проходит бп(Ц= импульсов

ft напряжения, откуда Ct

Подставив (2) в (1) и, полагая, что

f(t) =а где а= const будем иметь

Т

Нс= — f dn(t)= — М, а, а где N — количество импульсов, прошедших от t = 0 до момента времени Т переменной частотой f(t) Таким образом, количество счетных импульсов напряжения пропорционально коэрцитивной силе.

1742755

Тогда — = й) Но, откуда из (1) с учетом (2)

dÍ б t будем иметь

Н = — И

Q где Н вЂ” амплитуда поля;

N — угловая частота.

В этом случае ф) = а в Н = const, т.е, имеем случай, описанный.;.в прототипе, Пример 2, Пусть Н = Hosin ю t, тогда а) Если коэрцитивную силу Н, оценивать по фазовому сдвигу Лр между полем и индукцией, то наблюдается погрешность измерения Нс из-за непропорциональности фазового сдвига коэрцитивной силе

ЬТ

Н,= 5 at=H, (cos{z, - ), {6) о dt где ЛТ ==

Если предположить, что на участке измерения — =const = К, dH

dt (7) то в этом случае йТ LIT н,= кЫ = к —.t ) = — д Is)

К

6 С о

Следовательно, условием пропорциональности Н и A р следует считать (7). Невыполнение (7) на участке измерения приводит к погрешности при измерении Нс б) Если коэрцитивную силу оценивать по количеству счетных импульсов постоянной частоты 4, которыми заполняется временный интервал (О, ЛТ): то наблюдается погрешность при измерении Н, так как

Нс = Но й) (cos — — 1 ), (9) вй

fo

eN т.е. Н и Ap = — непропорциональны.

fo

При выполнении условия (3) имеем 1 сд Н Созе

Ь7 с о " Н coscd

Т,е. количество счетных импульсов N переменной частоты f = ав Н < cos в t, заполнивших интервал (О, ЛТ) пропорционально коэрцитивной силе Нс.

Устройство (см. фиг. 3) содержит систему регулирования напряженности магнитного поля в виде генератора 1 сигналов специальной формы, усилителя 2 тока и намагничивающей обмотки 3, блок определения момента достижения намагничивающим полем нулевого значения. содержащий образцовый резистор 4 и компаратор 5 напряжения, 5

55 элемент ЗИ-НЕ 6, выполняющий функцию ключа, формирователь 7 коротких импульсов сброса положительной полярности, обмотку 8 поля, усилитель 9 напряжения, точный выпрямитель 10, преобразователь

11 напряжение-частота, блок определения момента достижения максимума производной индукции, состоящий из измерительной обмотки 12, интегратора 13 и компаратора

14, счетчик 15 импульсов со сбросом. Выход генератора 1 сигналов соединен с входом усилителя 2 тока, который выполнен по схеме преобразователя напряжение — ток при использовании нагрузки с заземленным выводом. Выход усилителя тока подключен к первому выводу намагничивающей обмотки

3, второй вывод которой соединен с первым выводом образцового резистора 4 и неинвертирующим входом компаратора 5 напряжения блока определения момента достижения намагничивающим полем нулевого значения, инвертирующий вход компаратора 5 напряжения и второй вывод образцового резистора 4 заземлены, а выход компаратора 5 подключен к входу формирователя 7 импульсов сброса и одному из входов элемента ЗИ-НЕ 6. Первый вывод измерительной обмотки 12 индукции, второй вывод которой заземлен, соединен с входом интегратора 13, выход которого подключен к инвертирующему входу компаратора 14 напряжения блока определения момента достижения максимума производной индукции, неинвертирующий вход которого заземлен, а выход соединен с вторым входом элемента ЗИ-НЕ 6. Первый вывод обмотки 8 поля, второй вывод которой заземлен, соединен с входом усилителя 9 напряжения, выход которого подключен к входу точного выпрямителя 10, выход точного выпрямителя 10 подключен к входу преобразователя 11 напряжение — частота, выход которого соединен с третьим входом элемента ЗИ-НЕ 6, выход элемента ЗИ-НЕ 6 соединен со счетным входом счетчика 15 импульсов, вход сброса которого соединен с выходом формирователя 7 импульсов сброса, вырабатывающего короткий импульс сброса по фронту входного сигнала.

Сигнал определенной формы (см, фиг, 4) с генератора 1 подается на усилитель 2 тока, который создает в намагничивающей обмотке 3 ток такой же формы (см, фиг. 4а), который снимается с первого вывода образцового резистора 4 и подается на неинвертирующий вход компаратора 5, на выходе которого формируется сигнал в виде длинных импульсов напряжения (см. фиг, 4б), Сигнал, снимаемый с измерительной обмот1742755

40

55

Сигнал, снимаемый с измерительной обмотки 12 индукции пропорциональный бт подается на интегратор 13, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный В

dB (сигналы < и В изображены на фиг. 4, в) и подается на инвертирующий вход компаратора 14 напряжения, на выходе которого формируется сигнал, показанный на фиг. 4г.

С обмотки 8 поля снимается сигнал, пропорdH циональный, усиливается усилителем бт

9, выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 10 и подается на вход преобразователя 11 напряжение — частота, на выходе которого наблюдается последовательность импульсов переменной частоты, причем частота их следования пропорциональна абсолютному значению производной поля

dH dH, т,е. f(t) =а . Сигналы с компараб 1 торов 5 и 14, а также с преобразователя напряжение — частота подаются соответственно на первый, второй и третий входы элемента ЗИ-НЕ 6, который выполняет функцию ключа: если на первом и втором входах элемента ЗИ-НЕ будет одновременно логическая единица, на третьем входе последовательность импульсов, частота которых пропорциональна, то на выходе

„dН о t будет последовательность импульсов такой

>ке частоты. Если на одном из первых двух входов элемента ЗИ-НЕ 6 появляется логический ноль, то на выходе ЗИ-НЕ 6 тоже будет ноль, т.е, импульсы не будут проходить. Таким образом, на счетчик будут про5 ходить импульсы переменной частоты f в интервале времени (t1, t2) (см. фиг, 4, е). В момент времени tg (см. фиг. 4ж) формирователь 7 формирует по фронту входного сигнала с компаратора 5 короткий импульс

10 сброса положительной полярности, который подается на вход сброса R счетчика 15, Формула изобретения

1, Способ определения динамической коэрцитивной силы, заключающийся в том, 15 что изменяют напряженность размагничивающего поля по петле гистерезиса, одновременно ведут подсчет числа импульсов частоты f от момента состояния остаточной индукции до момента максимального значе20 dВ ния производной индукции, а коэрциdt тивную силу определяют по суммарному количеству импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности опре25 деления коэрцитивной силы при произвольной форме перемагничивающего поля при перемагничивании как по частным, так и по предельным петлям гистерезиса изменяют частоту в соответствии со скоростью изме30 нения перемагничивающего поля f =

dH

-, где a= const, Н вЂ” напряженность о t магнитного поля.

1742755

1742755

Составитель Л,Устинова

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор Т.Шагова

Заказ 2283 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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