Устройство для измерения магнитных свойств образцов магнитомягких материалов

 

«»74636О

Союз Советских

Социалистических

Республик

Г

/ : (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070278 (21) 2575962/18-21 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет.—

Опубликовано 070780. Бюллетень ¹ 25 (53) УДИ 621. 317. . 44 (088. 8) Дата опубликования описания 070780 (72) Автор изобретения

N. Я. Любимцев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ

МАГНИТНОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ входу которого подключен выход интегратора; и первый селективный формирователь, образующие канал измерения индукции, последовательно соединенные второй ключ, второй реверсивный счетчик, второй преобразователь коднапряжение, второй компаратор, ко второму входу которого подключен резистор, и второй селективный формирователь, образующие канал измерения напряженности магнитного поля в образце, генератор импульсов, выход которого подключен к первым входам ключей; логическое устройство, входы которого соединены с выходами селективных формирователей и выходом формирователя опорного сигнала, первый вход которого соединен с выходом интегратора, а второй — с одним.из выходов логического устройства, другие выходы которого присоединены ко вторым входам ключей, реверсивных счетчиков и селективных формирователей; блок дискрети зации и цифропечатающее устройство, первые входы которых соединены с выходом первого реверсивного счетчика, а вторые — с выходом второгб реверсивного счетчика; выход блока дискретизации соединен с третьим входом цифроИзобретение относится к измерительной технике, может быть применено для измерения и регистрации в цифровой форме магнитных свойств образцов из магнитномягких материалов.

Известны устройства для определения магнитных свойств образцов из магнитномягких материалов с выходом результатов измерения в цифровой фор-1О ме. Такие устройства содержат источники намагничивающих токов, интегратор, блоки преобразбвания сигналов в цифровую форму и индикаторы (1).

Оцнако их точность измерения недостаточна.

Наиболее близко к предлагаемому устройство, в состав которого входят генератор намагничивающего тока, последовательно с которым включены намагничивающая обмотка испытуемого об-2О разца и резцстор, служащий в качестве датчика сигнала, пропорционального намагничивакщему току; интегратор, ко входу которого подключается измеpHTBJIbHBR обмотка испытуемого образца; последовательно соединенные первый ключ, первый реверсивный счетчик, первый преобразователь "код-напряже1 ние, первый компаратор, ко второму

30 (1

1 р. !

f а„ (.- .1 (51)М, КЛ,2

G 01 К 33/12

746360 печатающего устройства; аналоговый регистратор, входы которого подключены к выходам соответствующих преобразователей код-напряжение (2).

Это устройство измеряет магнитные свойства магнитномягких материалов при высокочастотном и импульсном намагйичивании (нано-микросекундный диапазон длительностей импульсов) с не- .. допустимо большой погрешностью. Объясняется зто, в частности, отсутствием синхронизации работы измерительной части устройства и генератора намагничивающего:тока. Это не позволяет исследовать короткие сигналы, получаемые при перемагничинании образцов.

Применение аналогового интегратора также вносит значительную погрешность.

Последнее особенно ощутимо при определении динамической петли гисте Резиса при импульсном перемагничивании. 20

Цель изобретейия — повышение точ- ности измерений.

Достигается поставленная цель за счет того, что в устройство для из- мерения магнитных свойств образцов из 2» магнитномягких материалов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, генератор намагни"чивающего тока, намагничивающую обмотку и резистор, последовательно

1 30 соединенные измерительную обмотку, перный элемент сраннения, первый логический элемент, первый ренерсивный счетчик и первый преобразователь код-напряжение, выход котоРого 35

-подключен ко второму входу первого элемента сравнения, подключенные к . резистору последовательно соединенные второй элемент сравнения, второй логическйй элемент, второй реверсивный счетчик и второй преобразователь 40 код-напряжение, выход которого присоединен ко второму входу второго элемента сравнения, блок сдвига и формирования стробимпульсов, первый выход-которого присоединен к третьим входам элементов сравнения, а второйко вторым входам логических элементов, и сумматор, вход которого присо единен к выходу первого реверсивного счетчика, дополнительно введены эле- »0 мент совпадения, управляемый накопительный счетчик,, третий преобразователь код-напряжение, причем первый вход элемента совпадения соединен со вторым выходом блока сдвига и формирования стробимпульсов, второй вход -" со вторым выходом первого логического элемента, а третий — со вторым выходом второго логического элемента, выход — co счетным входом накопительного счетчика и управляю- 60

"*щим взводом сумматора, выход управляемого накопительного счетчика присоединен ко входу третьего преобразова I теля, код-напряжение, выход кото рого присоединен ко второму входу бло-6» ка сдвига и формирования стробимпульсов.

На чертеже показана структурная электрическая схема устройства. На схеме обозначены: 1 — задающий генератор; 2 — генератор намагничиваящих токов, 3 — намагничивающая обмотка испытуемого образца, 4 — испытуемый образец; 5 — резистор, б — измери-, тельная обмотка испытуемого образца, 7,8 — элементы сраннения каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля соответственно, 9,10 логические элементы кайалов измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце, 11,12 — реверсивные счетчики каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце соответственно, 13,14 преобразователи код-напряжение . каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце соответственно, 15 — элемент совпадения, 16 — управляемый накопительный счетчик, 17 — сумматор, 18 — преобразователь код-напряжение канала сдвига и формирования стробимпульсов, 19 — блок сдвига и формирования стробимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

Сигналами задающего генератора 1 запускается генератор намагничивающих импульсов тока 2. Под воздействием импульсов тока,.поступающих в намагничивающую обмотку 3, испытуемый образец 4 перемагничивается, и в измерительной обмотке 6 наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце. Этот сигнал поступает на элемент сравнения 7. На вход элемента сравнения 8 и резистора 5, включенного последовательно с намагничинакщей обмоткой, поступает напряжение, пропорциональное намагничивающему току (напряженности магнитного поля).

От задающего генератора 1 также запускается схема сдвига и формирования стробимпульсов 19. Обычно такие устройства содержат генератор быстро- го пилообразного напряжения, элемент сравнения и формирователь коротких импульсов. В момент равенства напряжений-быстрого пилообразного и поступающего от преобразователя код-напряжение 18-на выходе элемента сравнения появляются импульсы, сдвинутые во времени относительно импульсов задающего генератора. Сдвиг во времени получаемых импульсов пропорционален мгновенным значениям сравниваемых напряжений. Так как скорость изменения быстрого пилообразного напряжения постоянна, то, следовательно, изменение временного сдвига импульсов определяется мгновенным значением напряжения от преобразователя 18. С выхода элемента сравнения импульсы поступают

5 "746 360 6 ! в формирователь стробимпульсов. Пос- peBepcEBBoro счетчика 12 — величину, ледние и поступают на элементы срав- пропорциональную намагничивающему нения 7 и 8. току (напряженности магнитного паля}—

При срабатывании элементов сравне- Пм ° ния 7,8 вырабатывается импульс, кото- - Введение элемента совпадениЯ 15, рый поступает в логические элементы $ счетчика 16, преобразователя 18 и

9,10. Логические элементы 9,10 управ- сумматора 17 позволяет измерить веляют работой реверсивных счетчиков 11, личину напряженности магнитного поля подавая импульс в последние на в соответствукЩий пеРепаД магнитного суммирующий вход, если срабатывание потока (индукции) при воздействии на не произошло (зто означает, что не- О образец высокочастотного или импульсобходимо повысить компенсирующее нап- ного тока. Поскольку применено анаряжение), и на вычитающий вход, если лого-цифровое стробоскопическое преэлемент сравнения сработал (это овна образование, длительности исследуечает, что компенсирующее напряжение мых сигналов могут лежать в нано..микнеобходимо уменьшить). Росекундном диапазоне.

Таким образом, система, образован- Таким обРазом, предложенное техная логическим элементом, реверсив-,ническое Решение позволяет повысить ным счетчиком и преобразователем точность измерения магнитных свойств код-напряжение стремится удер- образцов магнитномягких материалов

t жать элемент сравнения вблизи положе-,при воздействии на образец быстромения неустойчивого равновесия на гра- 20 няющихся намагничивающих полей (напринице с хема с р абот ала — схема мер, импульсных) и получить необходине сработала . Поскольку амплитуда мую информацию в цифровом виде. стробимпульса постоянна, компенсирующее напряжение, а следовательно, и код реверсивного счетчика, оказывает- 25 Формула изобретения ся пропорциональным значению исследуемого сигнала в момент стробирования. Устройство для измерения магнитЛогические элементы 9,10 вырабатЫ ных свойств магнитномягких материавают также сигнал, следующий на эле- лов, содержащее последовательно соемент совпадения 15, если схемы срав- 30 диненные заданлйий генератор, генеранения переходят, границу схема не тор намагничивающего тока, намагничисработала — схема сработала, вающую обмоткУ и Резистор, последо т.е. если сумма напряжений исследуе- вательно соеДиненные измеРительнУю

I мого, компенсиру .Омпенсирующего от преобразова- обмотку, первый элемент сравнения, I теля код-напряжение и стробимпуль- 5 первый логический элемент, первый сов стала равной или превысила на до- Реверсивный счетчик и первый преобра)пустимую минимальную величину порого зователь, Ф!код-напряжение!1с выход вый уровень элемента сравнения. которого подключен ко второму входу

Элемент совпадения 15 срабатывает пеРвого элемента сРавнения, подклютолько в случае, когда на все ее вхо- щ() ченные к РезистоРУ послеДовательно ды поступают сигналы разрешения. соединенные втоРой элемент сРавнениЯ, Далее импульс с выхода элемента втоРой логический элемент, втоРой совпадения 15 поступает в счетчик 16 Реверсивный счетчик и втоРой преобраи увеличивает его содержимое. Это, в эователь коД-напРЯжение,. выхоД свою очередь, приводит к повышению 45 котоРого присоеДинен ко втоРомУ вховыходного напряжения преобразователя ду второго элемента сравнения, блок

"код-напряжение 18 и дальнейшему сдвига и формирования стробимпульсмещению во времени стробимпульса. сов, первый выход которого присоедиСчетчик 16 имеет вход управления 20 нен к тРетьим входам элементов сравнения, а второй — ко вторым входам число накапливаемых импульсов и, тем or еск х элементов, и сУмматоР, 5О, л ич и самым устанавливать момент измерения. Вход котороГО присоединен к выходу !

С выхода реверсивного счетчика 11 первого РевеРсивного счетчика, о т информация в параллельном коде поступает в сумматор 17. Информация в целью повышения точности измерения, него заносится только по наступлении в него дополнительно введены элемент

55 момента компенсации в элементах срав- совпадения, управляемый накопительнения 7,8,т е., в сумматор 17 код ный счетчик и третий пРеобразователЬ с реверсивного счетчика 11. может код-напряжение, причем. первый быть занесен только по сигналу с вы - вход элемента совпадения соединен со хода элемента совпадения 15. 6О вторым выходом блока сдвига и формиИнформацию о магнитных свойствах рования стробимпульсов, второй вход испытуемого образца получают на вы со вторым выходом первого логическоходе сумматора 17 — Величину, пропор- ro рлемента а третий — сс вторым циональную приращенин: магнитного пО- ВыхОДом втОрогО логИчеСкОГО эЛементока (индукции) — U, и на выходе 65 ra, выход — со счетным входом накоР, 49, о ...=:. . а % " -,: N ие31444 к Й +1 .- «е 1 Йеа.... же е «еее. ю

746360

Составитель Е.Данилина

Редактор Б.Федотов Техред .М. Петко Корректор И.Муска

Заказ 3934/34 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по дел ам и з о брете ний и открыт ий

113035, Москва, Ж 35, Раушская набе а д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 пительного счетчика и управляющим Входом сумматора выход управляемого

" = HmCinИтжЕсЛЬй3ОРГО СЧЕтЧИКа ПранаосжЕЯИН1Епои ко входу третьего преобразователя кс@-напряжение, выход которого прлсоединен ко второму входу блока сдвига и формирования стробиМпульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 530293, 6 01 R 33/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 437990, В Ol К 33/12., 1974 (прототип) .