Устройство для создания заданной формы индукции магнитного поля в ферромагнитных образцах
НИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистическими
Республик
< н771 О83
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеио25.10.78 (21) 2679325/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (51)М. Кл.з
G 0I R 33/12
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15.1080. Бюллетень ¹ 38
Дата опубликования описания 17. 10. 80 (53) УДК 621. 317 .442 (088.8) 10.В.Селезнев, R. Т. Кондратьев и В. К. Новиков (72) Авторы изобретения
Омский политехнический институт (71) Заявитель (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЗАДАННОА COPI1bI
ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ФЕРРОМАГНИТНОМ
ОБРАЗЦЕ
Изобретение относится к области магнитных измерений. Устройство может быть использовано при контроле качества и исследовании свойств ферромагнитных материалов и иэделий из них.
Известны устройства для создания заданной формы индукции магнитного поля в феррообразцах, принцип действия которых основан на использовании в качестве намагничивающего устройст- 10 ва усилителя с низким выходным сопротивлением, т.е. управляемого источника напряжения. Это достигается введением отрицательных обработанных обратных связей по направлению (11 .Однако т5 укаэанные устройства не обеспечивают достаточного качества создания заданной формы индукции.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является 20 устройство, содержащее задающий генератор, усилитель мощности и соединенные параллельно намагничивающую обмотку и конденсатор (2).
Однако в данном устройстве ввиду- 25 нелинейности характеристики ферромагнитного образца резонанс токов в образованном параллельном контуре достигается только на основной гармонике тока и, следовательно, неизбежно 30 искажение формы индукции вследствие протекания высших гармоник тока на общем участке цепи, особенно при больших значениях индукции в образце. Кроме того, из-эа зависимости индуктивности намагничивающей цепи от гока и изменения составляющей активных потерь необходимо при каждом новбм значении напряженности магнитного поля корректировать величину емкости конденсатора для подстройки контура в резонансе. Частотный диапазон такого устройства ограничен набором нескольких фиксированных значений, что обусловлено необходимостью подбора величины емкости при каждом конкретном значении частоты намагничивающего тока.
Цель изобретения — повышение точности и упрощение создания заданной формы индукции.
Цель достигается тем, что в устройство для создания заданной формы индукции. магнитного поля в ферромагнитном образце, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и усилитель мощности, нагруженный на намагничиваюшую обмотку, введены дифференциальный усилитель,.охваченный по обоим входам реэистивными обратны771583 ми связями, и дополнительная обмотка, один вывод которой соединен с первым выводом намагничивающей обмотки, а другой подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого связан с вторым выводом намагничивающей обмотки.
На чертеже представлена структурная схема устройства.
Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1 и усилитель мощности 2, испытуемый ферромагнитный Образец 3 с намагничивающей обмоткой 4, дифференциальный усилитель 5, охваченный обратными связями через резисторы б (R<)a 7 (R2), и дополнительную обмотку 8, расположенную на образце.
Устройство работает следующим образом.
Для цепи, образованной усилителем мощности 2 и намагниыивающей обмоткой 4, можно записать
- Е() = 1 о+ "н
dB где e(t) - напряжение на выходе усилителя мощности;
ro - выходное сопротивление усилителя мощности.
Из чертежа видно, что если принять величину входного сопротивления Вбх дифференциального усилителя 5 достаТОЧНО бОЛЬШИМ (R 70)» ТО 1, †1 14 1 и по второму закону Кирхгофа
"вь1х =14 2+ (2) (3) где U - выходное напряжение диффе- ъых ренциального усилителя;
U,,U - напряжения на дополнительной и намагничивающей обмотках
Если обеспечить коэффициент усиления по напряжению Еи дифференциального усилителя удовлетворяющим условию Ки 11, то .значение входного напряженйя этого усилителя должно быть исчезающе мало, так как выходное напряжение 0в х =к„.0вх,исходя из энергетических соображений, всегда является конечной величиной. Поэтому с до" статочной степенью точности можно принять
U* .0н (4) ..а учитывая уравнения (2) и(3) и полагая К„ =К2, получают
4"
1ъ . (5)
Из выражения (4) и при выполнении условия равенства динамических ин.дуктивностей намагничивающей и допол нительной Обмоток L „ (t)=Lp (t) (что легко выполняется при нанесении равного количества витков) следует, что
i2=14 или с учетОм равенства (5)
1г = з (6)
По первому закону Кирхгофа
1 iç= г (7)
Определяя из выражений (7) и (6) величину i и подставляя в уравнение (1), окончательно получают
e(t)=sw„
db откуда следует, что форма кривой магнитной индукции в ферромагнитном образце однозначно связана с заданным напряжением на выходе усилителя мощности .
Таким образом, за счет введения дифференциального усилителя, охваченного обратными связями, и дополнительной обмотки происходит полное уравновешивание тока через намагничивающую обмотку током через введенные элементы, в результате чего паразитное падение напряжения на выходе усилителя мощности от высокочастотных составляющих намагничивающего тока отсутствует. При этом ука- занный режим не зависит от степени насыщения ферромагнитного образца и сохраняется в широком диапазоне частот намагничивающего тока из-за одинакового характера изменения индукти30 вного сопротивления намагничивающей и дополнительной обмоток.
Формула изобретения
Устройство для создания заданной формы индукции магнитного поля в ферромагнитном образце, содержащее по-следовательно соединенные задающий. генератор, усилитель мощности, нагруженный на намагничивающую обмотку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения создания заданной формы индукции, в него введены дифференциальный усили45 тель, охваченный по обоим входам резистивными обратными связями, и дополнительная обмотка, один вывод которой соединен с первым выводом намагничивающей обмотки, а другой под50 ключен к первому входу дифференциальйого усилителя, второй вход которого связан с вторым выводом намагничивающей обмотки.
55 Источники инфОрмации, принятые во внимание при экспертиз
1. Авторское свидетельство СССР
Р 336623, кл. G 01 R 33/12, 1972. що 2, Чернышев Е. Т. и др- Магнитные измерения . 1969, с. 182(прототип) 771583
Составитель М. Клыков
Редактор Т. Юрчикова Техред H.Êoâàëåâà Корректор И. Муска
Заказ 6688/57 Тираж 1019 Подписное
ВНИИПИ 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
