Устройство для определения осей и величины анизотропии сферических ферромагнитных образцов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 748306

Союз Советскил

Социалистическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15,03.78 (2! )258gg78/18-21 (51)М. Кл.

G 01 9 33/12 сс 2 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР

Il0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,07.80. Бюллетень рм 26

Дата опубликования описания 17. 07.80 (53) УДК,621.317., .44(088.8) А И. В б Р В Л 10.И.Ней 1 O Д. П деев °

Ю. А. Романычев и Ю. A. Химин (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им. H. И. Лобачевского (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕЙ И ВЕЛИЧИНЫ

АНИЗОТРОПИИ СФЕРИЧЕСКИХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ

ОБРАЗОВ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в приборостроении, а также при разработке и исследованиях ферромагнитных материалов с целью определения аниэотропных свойств сферических ферромагнитных образ цов (особенно с малой анизотрбпией).

Известно устройство для определения направления осей анизотропии в монокристаллических ферромагнитных шарах, содержащее цва симметрично расположенных 0 относительно образца электромагнита с катушкой нв квкксм свравчннкв 111 . Образец, находяшийся в тефпоновой лунке, помещается между электромагнитами. При включении магнитного поля образец раз15 ворачивается, стремясь занять положение, при котором одна иэ осей анизотройии (ось легкого намагничивания) располагается вдоль направления магнитного поля.

После этого поле выключается, электромагниты поворачивают вокруг образца до нового совпадения направления поля с предлагаемой осью анизотропии и после

Еййййййййшшвйшвншвав "»вввм к-"." ìÐ.":é» вЂ”. н»к- сы ...;:. ». н»» в="

2 включения поля образец довертывается.

Эта процедура многократно повторяется до тех пор, пока включение поля не перестанет вызывать apamewe образца. Это устройство применимо лишь для нахождения направлении осей сильно анизотропных монокристаллическкх материалов с заранее известной кристаплографической структурой.

Однако указанное устройство и аа сухого трения между шаром и лункой имеет ограниченную точность н не может применяться для исследования образцов с ма лой анизотропией (например, из поликристаллических нетекстурованных материалов).

Кроме того, оно не позволяет произвести количественные измерения величины анн» зотропии.

Известно устройство для определения

BMGFINHbI анизотропии, содержащее два электромагнита, симметрично расположееньтх относительно обр апай закрепленного на торсионе $2) . Вначале какимлнбо способом определяют оси аиизотропии в целью изобретения является новь!шение 45 чувствительности и точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два симметрично расположенных относительно образца электромагнита с обмоткой на каждом сердеч- и

50 нике, датчик зазора, подключенный к йему усилитwu и первый выходной блок, введены две дополнительные обмотки, второй выходной блок, подключенный к ним выхо-. дами, а также генератор прямоугольных импульсов и коммутатор, управляемый им ,и подключенный к входам обоих выходных блоков и к выходу усйлителя, при этом каждая из дополнительных обмоток раз3 748 образце, "затем ориентируют и закрепляют его на торсионе так, чтобы ось анизотропии была направлена вдоль паля. Включенные электромагниты поворачивают вокруг образца и по степени закручивания предварительно отградуированного торсиона судят о величине аниэотропии.

К недостаткам этого устройства относятся необходимость предварительного определения оси аниэотропии каким-либо щ другим способом, трудность юстировки, необходимость градуировки при смене упругого элемента, влияние гистереэиса на результат измерений.

Известно также устройство, осуществляющее неконтактное вывешивание ферромагнитного тела, содержащее два соосно расположенных электромагнита с катушкой на каждом сердечнике магнитопровода, датчик зазора, подключенный к нему уси- zp литель сигнала и выходной блок, управляющий токами в катушках электромагнитов (3), Это устройство может использоваться для определения осей и величины аниэотропии ферромагнитных шаров. Вывешен- 25 ный в таком устройстве шар свободен от механического контакта и от момента сухого трения, Под влиянием моментов взаимодействия с полем подвеса он разворачивается так, что его ось анизотропии р0 направлена вдоль поля. Отклонение шара от равновесного по углу положения приводит к его колебаниям, частота которых служит мерой величины аниэотропии.

Однако с помошью такого устройства 35 не удается определить анизотропные свойства в образцах с большим моментом вращательного гистерезиса по сравнению с анизотропным моментом, поскольку ориентация шара в поле определяется суммар- 40 ным воздействием этих моментов, а колебания при наличии гистереэиса быстро затухают.

306 4 мешена на соответствуюшем сердечнике электромагнита.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для определения осей и вгжичины анизотропии содержит два симметрично расположенных относительно образца 1 электромагнита 2 и 3 с катушками 4 — 7 на сердечниках 8, 9, датчик 10 зазора, усилитель 11, генератор 12 прямоугольных импульсов, коммутатор 13, выходные блоки 14 и 15, нагруженные на катушки 4 - 7.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец 1 в виде шара вносится между электромагнитами 2 и

3, Датчик 10 вырабатывает сигнал, зависящий от величины зазора между шаром и полюсным наконечником сердечника 8. После прохождения через усилитель

11 сигнал датчика 10 поступает на выходной блок 14 или 15 в зависимости от полярности сигнала с генератора 12 прямоугольных импульсов, управляюшего коммутатором 13. Для определенности рассматривают такое состояние коммутатора, когда подключен выходной блок 14, нагруженный на катушки 4,5 электромагнитов 2,3. Совокупность описанных элементов, соединенных в замкнутую цепь системы автоматического регулирования, обеспечивает неконтактное вывешивание образца в поле соосных электромагнитов 2 и 3. Катушки 4, 5 включаются согласно и создаваемое ими магнитное поле имеет фиксированное направление (например, от верхнего магнита к нижнему). При иной полярности сигнала с генератора

12 коммутатор 13 перебрасывается в другое состояние и подключает вместо выходного блока 14 выходной блок 15, нагруженный на катушки 6, 7. Работа схемы аналогична только что разработанной, но катушки 6 и 7, включены так, что направление магнитного поля противоположно предыдущему (например, направлено от нижнего к верхнему электромагниту). Для обеспечения равенства величин полей число витков в катушках подбирается таким, чтобы при протекании одинакового тока по согласно включенным катушкам 4, 5 и 6, 7 создавались одинаковые по величине поля. Благодаря коммутации поля в устройстве существенно уменьшается паразитный момент, обусловленный гистерезисом, что приводит к повышению точности определения напрайления осей анизотропии образцов. Кроме того, предлагаемое уст

5 748306 6 ройство позволяет определять направление нему усилитель и первый выходной блок, осей анизотропии образцов с относительно о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепы. большими гистерезисными моментами. Уве- повышения чувствительности и точности, в личивается постоянная времени затухания него введены две дополнительные обмотки, угловых колебаний образца, что повышает второй выходной блок, подключенный к ним чувствительность определения величины выходами, а также генератор прямоуголь анизотропии. Устройство работает в широ- ных импульсов и коммутатор, управляемый ком диапазоне частот коммутации поля, им и подключенный к, входам обоих вы-что позволяет измерять анизотропные свой- кодных блоков и к выходу усилителя, при ства практически всех ферромагнитных ма- и этом каждая из дополнительных обмоток териалов, включая и проводящие. размещена на соответствующем сердечнике электромагнита.

Источники информации, Формула изобретения принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы для научных исследований, Устройство для определения осей и ве- т. 39, М 11, 1968, с. 149-151 личины анизотропии сферических ферромаг 2. Чечерников B. И. Магнитные изнитных образцов, содержащее два симмет- мерения, МГУ, 1969, с. 188-190. рично расположенных относительно образца 3.%С-НСч СМЬ,В1egpeaP. and электромагнита с обмоткой на каждом сер->< Dacu5 R5 1, V 22, М 11, 1958, дечнике, датчик зазора, подключенный к 1029.

Составитель E. Данна

Редактор Т. Юрчикова Техред О. Андрейко Корректор Г. Назарова

39KB& 4231/33 Тираж 1019 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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