Устройство для регистрации динамических петель гистерезиса

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)924645 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22)Заявлено 02.10.80 (21) 2987989/18-21 с присоединением заявки № (23) П риоритет

Опубликовано 30.04.82. Бюллетень №16

{5l)M. Кл. (01 В 33/12

Государственный комитет ао денем нзебретеннй и открытий

{53) УДК 621.317. .42(088.8) Дата опубликования описания 30.04.82

А.С. Петяев, В.А. Шахнин и Н.С. Казака

7м (72) Авторы изобретения

Омский политехнический институт (71) Заявитель (g4) У ТРОй ТВО PI1a

ПЕТЕЛЬ ГИСТЕРЕЗИСА

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для регистрации гистерезисных циклов в динамическом режиме перемагничивания.

Известно устройство для записи динамических петель гистерезиса, содержащее испытуемый образец с намагничивающей обмоткой, подключенной к источнику намагничивающего тока и блоку формирования стробимпульсов, связанному с входами смесителей, и регистрирующий прибор.

Устройство снабжено катушкой взаимной индуктивности и двумя суммато15 рами-интеграторами, один из которых включен между измерительной обмоткой и вторым входом одного иэ смесителей, а второй - между катушкой взаимной

Ю индуктивности и вторым входом второго смесителя, причем выходы обоих смесителей подключены к регистрато(„у i17

Однако данному устройству свойственна низкая точность регистрации гистерезисных циклов с высоким коэффициентом прямоугольности.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является устаноака для записи кривых намагничивания ферромагнитных материалов в динамическом режиме, содержащая источник намагничивающего тока, подключенный к формирователю быстроиэменяющегося пилообразного напряжения и намагничивающей обмотке, последовательно с которой включен эталонный резистор, а также.два стробоскопических смесителя, один из которых подключен к интегратору, вход которого соединен с измерительной обмоткой, второй - к эталонному резистору, выходы . стробоскопических смесителей подсоединены к регистрирующему прибору, а их управляющие входы к формирователю строб-импульсов, который через блок сравнения соединен с формирова3 924 телями быстроизменяющегося и медленноизменяющегося напряжения $2).

В известном устройстве формируются строб-импульсы, фазовый сдвиг которых относительно фазы регистрируемого процесса изменяется с постоянной скоростью. Для петель гистерезиса с большей степенью прямоугольности на некоторых участках происходит резкое изменение индукции при незначительном изменении напряженности поля, поэтому количество точек считывания, а следовательно, и точность регистрации на этом участке малы.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации динамических петель гистерезиса, содержащее источник намагничи" вающего тока, один выход которого через намагничивающую обмотку соединен с эталонным резистором, а другой выход подключен к последовательно соединенным формирователю быстроизменяющегося напряжения, блоку сравнения и формирователю строб-импульсов, выход которого связан с входами первого и второго смесителей, причем второй вход первого смесителя через интегратор соединен с измерительной обмоткой, второй вход второго смесителя подключен к средней точке между эталонным резистором и намагничивающей обмоткой,выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первым и вторым входами регистратора, а второй вход блока сравнения подключен к выходу формирователя медленноизменяющегося напряжения,дополнительно введены последовательно соединенные вторая измерительная обмотка и диодный мост, выход которого соединен с вторым входом формирователя быстроизменяющегося напря,жения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для регистрации динамических петель гистере" зиса; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит формирователь

1 медленноизменяющегося напряжения, блок 2 сравнения, формирователь 3 быстроизменяющегося напряжения,формирователь 4 строб-импульсов, диодф ный мост 5 источник 6 тока, образец 7, измерительные обмотки 8 и 9, намагничивающую обмотку lO, образцовый резистор 11, интегратор 12, смесители 13 и 14, регистратор 15; формирователь 3 быстроизменяющегося . напряжения состоит из последовательно включенных формирователя 16 прямоугольных импульсов, триггера 17 и

tg интегратора 18, формирователи 1 медленноизменяющегося напряжения и

3 быстроизменяющегося напряжения подключены к блоку 2 сравнения, который соединен с формирователем 4

gg còðoá-импульсов, управляющим смесителями 13 и 14, К входу формирователя 16 прямоугольных импульсов подключен источник 6 тока, и к одному из входов интегратора 18 подключена

2О измерительная обмотка 8 через диодный мост 5. Иамагничивающая обмотка 10 подсоединена к источнику 6 тока, образцовому резистору 11 и смесителю l4.Измерительная обмотка 9 через

2s интегратор 12 подключена к смесителю 13. Выходы смесителей соединены с регистратором 15.

Устройство работает следующим образом. зр От источника 6 тока через намагничивающую обмотку 10 и эталонный

"резистор l1 протекает переменный ток, .обеспечивающий перемагничивание образца 7. С эталонного резистора 11 снимается напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля в образце, а с измерительной обмотки

9 - напряжение, пропорциональное скорости изменения индукции, которое

<> интегрируется интегратором 12, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное индукции. Эти два напряжения поступают на смесители

13 и 14, на управляющие входы которых подается сигнал с формирователя .4 строб-импульсов, обеспечивающий трансформацию спектра в область низких частот. Со смесителей 13 и 14 напряжения поступают на регистратор

$9 l5. Скорость записи гистерезисных циклов и количество точек считывания зависит от скорости изменения фазового сдвига между строб-импульсами и намагничивающим током.

Строб-импульсы формируются следующим образом. Переменное напряжение от источника 6 тока поступает на формирователь 16 прямоугольных им5 924 пульсов, где формируются пря;1оугольные импульсы, которые триггером 17 преобразуются в импульсы, частота которых меньше в два раза. Эти импульсы поступают на один из входов интегратора 18. В этом случае на выходе формирователя 3 быстроизменяющегося напряжения будут импульсы пилообразной формы (фиг.26,пунктирная кривая 19) . Однако при перемаг- 1О ничивании ферромагнитного образца с высокой стегенью прямоугольности петли гистерезиса индукция в образце резко изменяет свое значение и

ЭДС на .измерительной обмотке 8 име- >5 ет форму разнополярых импульсов малой длительности, которые преобразуются в однополярные диодным мостом 9 (фиг.2о), поступают на второй вход интегратора 18, в резуль- 20 тате чего напряжение на выходе формирователя 3 быстроизменяющегося напряжения имеет форму кривой 20 (фиг. 2О) .

Импульсы на измерительной обмотке

8 появляются в моменты резкого изменения индукции и, поступая на интегратор 18, приводят к изменению формы выходного напряжения так, что в момент резкого изменения индукции ско- 30 рость изменения выходного напряжения формирователя 3 быстроизменяющегося напряжения увеличивается, что соответствует изменению наклона кривой

20 (фиг.2Я .

При равенстве медленноизменяющегося напряжения, поступающего с формирователя 1 медленноизменяющегося напряжения, и быстроизменяющегося напряжения, поступающего с формиро- 40 вателя 3 быстроизменяющегося напряжения (фиг.2f точки пересечения кривых 20 и 21), блок 2 сравнения и формирователь 4 строб-импульсов формируют строб-импульсы, фазовый сдвиг 45 которых относительно намагничивающе- го тока плавно изиеняется.

645

Формула изобретения

Устройство для регистрации динамических петель гистерезиса,содержащее источник намагничивающего тока, один выход которого через намагничивающую обмотку соединен с эталонным резистором, а другой выход подключен к последовательно соединенным формирователю быстроиэменяющегося напряжения, блоку сравнения и формирователю строб-импульсов, выход которого связан с входами первого и второго смесителей, причем второй вход первого смесителя через интегратор соединен с измерительной обмоткой, второй вход второго смесителя подключен к средней точке между эталонным резистором и намагничивающей обмоткой, выходы первого и второго смесителей соединены соответст" венно с первым и вторым входами регистратора, а второй вход блока сравнения подключен к выходу формирователя медленноизменяющегося напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены последовательно соединенные вторая измерительная обмотка и диодный мост, выход которого соединен с вторым входом формирователя быстроиэменяющегося напряжения.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

555356, кл. G 01 R 33/12, 1976.

2. "Заводская лаборатория", 1962, N 3, с. 27.

Скорость изменения фазового сдвига между строб-импульсами зависит от

50 соотношения между наклоном кривых; медленноизменяющегося напряжения и быстроизменяющегося напряжения. Для известных устройств быстроиэменяющееся напряжение имеет пилообразную

55 форму, причем скорость изменения напрвжения постоянна.

В предлагаемом устройстве скорость изменения быстроизменяющегося напряжения на участках резкого изменения индукции больше (фиг.25), поэтому скорость изменения фазового сдвига строб-импульсов на этом учас.тке меньше, а количество строб-импульсов (точек считывания) увеличивает" ся, что приводит к повышению точности регистрации петель гистерезиса на этих участках.

Таким образом, введение измерительной обмотки 8, подключенной через диодный мост 5 к формирователю быстроизменяющегося напряжения З,уменьшает скорость изменения фазового сдвига строб-импульсов на участках с резким изменением индукции, что приводит к увеличению точек считывания на этих участках и повышению точности регистрации петель гистерезиса с большим коэффициентом прямоугольности.

924645

Составитель М. Клыков

Техред А. Бабинец Корректор M. Коста

Редактор В. Петраш

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2811/64

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