Устройство для контроля свойств магнитомягких материалов

 

О П И С А H И Е 945836

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12.12.80 (2l ) 3215151/18-2 1 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 27.07.82 (51) М. Кд.

G 01 R З/12

Ркудорстееииый комитет

СССР яо йелаи нэабретеиий и открытий (53) УДК621 .3 17.44 (О 88. 8) (72) Авторы изобретения

А. Я. Чернокоз, П. М. Снегирев и Ю. H. Маслов (7l ) Заявитель

Владимирский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ

МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для контроля свойств сердечников разомкнутой формы, а также свойств локальных облаcreA листов, полос и пластин из магнито5 мягких материалов.

Известен магнитоконтактный датчик для контроля свойств, содержащий магнитопровод с вмонтированными в его торцы индуктивными измерителями воздушного зазора, намагничиваюшую и измерительную обмотки, блок усреднения, усилитель, управляюшее устройство, компенсатар и компенсируюшую емкость $1),.

Ограниченное число индуктивных измерителей зазора, вмонтированных в пт люсе магнитопровода, не позволяет получить точное значение средней величины за э ора. го

Кроме того, из-за наличии потоков выпучивания с боковых поверхностей полюса, магнитное сопротивление зазора непропорционально величине этого зазора.

Указанные причины приводят к недостаточной точности преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому ло технической сушности является магнитоконтактный преобразователь, содержаший намагничиваюшую катушку, магнитопровод с обмоткой компенсации, катушку поля, схему сравнения, источник переменного напряжения и катушку взаимоинлуктивности

Определение напряженности в этом усгройстве производится по намагничивающему току, а компенсация влияния зазоров производится системой автоматического регулирования тока в компенсационной обмотке, нанесенной на магнитопровод. Опорное напряжение для системы регулирования снимается с измерительной катушки поля, расположенной на поверхности образца f2).

Основной недостаток его заключается в неравномерном распределении поля на поверхности и, следовательно, в отличии значения поля в зоне измерительной ка945836 тушки от истинного, что приводит к зна- ченные щрвичную обмотку катушки 5 чительной погрешности. взаимоиндуктивности и блок 3 регулироЕ1елью изобретения является повышение вок, вторичные обмотки катушек 4 и 5

В точности контроля напряженности поля при взаиМоиндуктивности соединены с индикакон роле свойств магнитомягких матери- з торам 6 напряжений через последовательалов. но включенные обмотки 15 и 16 соот»

Поставленная цель достигается тем, ветственно. что в устройстве для контроля свойств Устройство работает следующим обрамагнитомягких материалов, содержащем зо М. магнитопровод иэ магнитомягкого материа10 Токи в обмотках 8-10 создают магла с нанесенными на него обмотками ком- .нитный поток, замыкающий через магнипенсационной.и намагничиваюшей, причем топровод преобразователя и контролиру последняя последовательно соединена с об- емьй образец. Магнитопровод преоб- разцовым резистором, катушку взаимоин- разователя выполнен из высокопрьницаедуктивности, блок регулировки.и индикатор1 мого мвгнитомягкого материала, поэтонапряжений, на магнитопроводе нанесена му падением магнитного напряжения нв вторая компенсационная обмотка и допол- нем мы можем пренебречь. Записывая нительно введены вторая катушка взаимо уравнения Кирхгофа для трех контуров, .инцуктивности, второй блок регулировки и первый из которых образован частью магдва экранируюших полюса, на каждом из 20 нитопровода под обмоткой 9,прйлегаюшими которых нанесена обмотт а индикации, при к ней основным 11 и экранируюшим 13 этом намагничивающая обмотка Располо- полюсами и. замыкающим их участком обжена между ком1тенсационными и отделен разца между тачками g u g второйот них экранируюшими полюсами, а каж частью магнитопровода под обмоткой 8, дая компенсационная обмотка соединена 25 экранирующими полюсами и замыкающим через соответствующую первичную обмо их участком образца межцу точками ку катушки взаимоиндуктивности с выхо- g и.д, третий - частью магнитопровода дом одного из двух, блоков Регулировки под обмоткой 10, прилегающими к ней вторичная обмотка катушки взаимоиндук- основным 12 и экранируюшим 14 полютивности соединена с индикатором нвпря- 30 сами и соответствующим участком обжения через обмотку индикации танесен- раэца межцу точками я и Р, получим ную на тот экранирующий полюс, который отделяет компенсационную обмотку, coe- q о 1 м1 мси Ю диненную с первичной обмоткой этой же % = ф К + + f (i) катушки взаимоиндуктивности, а входы

35 блоков регулировки соединены с намагниъ мх мэ чиваюшей обмоткой. 1, - ток в обмотке 9 °

На чертеже представлена функциональ- ток в обмотке 8; ная схема преобразователя. ток в обмотке 10;

Преобразователь для контроля магнит- % - число витков обмотки 8

40 ных свойств содержит источник 1 пере- и - число витков обмотки 9; менного напряжения, блоки 2 и 3 регули- g„» число витков обмотки 10; ровок, катушки 4 и 5 вэаимоинцуктивнос- Ф„- »à между основным полюсом ти, индикатор G напряжений, магнитопро- 11 и образцом; вод 7 с нанесенными на него намагничива- Ф - 1T0T0K.s образце между точками

45 и ющей 8, компенсационными 9 и 10 обмот.

Ъф ф ° ками и имеющем основные nornoca 11 и Ф - 1тоток между основным полюсом

12. и экранируюшие 13 и 14 с нанесен- 12 . и образцом; . ными на них обмотками 15 и 16 индика- Ц - магнитное сопротивление между ции, при этом обмотка 8 соединена через основным полюсом 11 и точпослв довательно включенный образцовый

50 койа; резистор 17 с источником 1 переменного, - магнитное сопротивление между на яжени обмотка 9 соединена с ис- основным полюсом 12 и точпр .я, кой 8 ° точником 1 переменного напряжения че- кой в реэ п последовательно включенные первич- В - магнитное сопротивление образную обмотку катушки 4 вэаимоинцуктив- 55 ца между точками д и ; ности и блок 2 регулировок, обмотка 10 7 - магнитное напряжение между об ма соединена с исто апском 1 переменного ражам и экранируюшим полю напряжения, и-.ю.з последовательно вклюсом 1Э

5 945

1„„0 — магнитное напряжение между образцом и экранируюшим полюсом 14.

Преобразуя уравнение (1) и (3 ), полужм 5

836

ФЛм

1 9

Ф5 а й10

Магнитные потоки в первом и втором эк- ы0 ранируюших полюсах (19) 15

11и/9

ФР1--—, МР1 ф "33О о

Р2.

RMP3

25 (9) Ф„=e,=e,,(1+) 35

Ц =О (15)

От -0 (16) 40

Следовательно нулев ым напряжениям

HR входах индикаторов напряжений при выполнении (14) и (15) будет соответствовать эквипотенциальность точек 0 и оГ, а такжеВ и т, .

М агннтопровод преобразователя выпол.нен из высокопраницаемьго магнитомягкого материала, поэтому

Н Б=НБГ 12 Х В (27) ,I где Н и Н вЂ” напряженность магнит нога поля между точкаЕ2. ми0 и4., с несоответственноо.

Напряжение на образцовом резисторе 17

М - Жабер амром

55 (м) . о

ВЫХ 9/6 ОБ юа6 -11%9 Ф1 КМ1 (4) М ВГ = " "1О- Р М

Ф э1 р1 Ф +Фр1 (6) э =©ь-© +Фр (ч) ! где ф - поток рассеивания между осР1 новным 11 и экранируюшим

13 полюсами, сцепленный с витками обмотки 15; ф — поток рассеивания между ос2. ноьным 12 и экранируюшим

14 полюсами, сцепленный с витками обмотки 16. где К„,Р1 и Р— магнитные сопротивле-. мря. ния соответствуюшим потоком рассеивания (33>Р„и PI )

Напряжения на первом и втором входах индуктора напряжений:

V -М вЂ” 1-3И Э1 . ИФ

1 р а 11 о м — +а аФ (+,)

2 2dt в где M„- взаимойндуктивность катушки 4

M - взаимоиндуктивность катушки 5„

%+,- число витков катушки 11;

%„- число витков катушки 12.

С учетом (6) и (7) (j d;„ V„„W9 à 1, a(e„-e ) 1 ж+ к„,„а "Ч«а

А Wmm%<<0 3 Ъ

2 дФ i2, dt ж "ф >. Н3> л .Выполнив катушки 5 и 4 так, чтобы получим гр (© - т.) 0,=3>> —, (36> о>(Фь-ф3>

3>р = Ч„3 (р> регулируя амплитуду и фазу токов в обмотках 9 и 10 блоками 2 и 3 можно установить их равными, С учетом (4) и (5(получим

% =О (2О) „,в, =0 (21) что соответствует отсутствию магнитных потоков между образцом и экранируюшими полюсами. Записывая уравнения Кирхгофа. для узлов в точках ц и 4 получим

Ф + — e .=О (11) МОб

1 Кмаб мьг

Ф3- — -Ф =О т3>

R наг г е R м,> и ма — магнитное сопротивление зазоров между образцом и экранируюшими полюсами 13 и

С учетом (20) и (2 1) Подставляя (24) и (16) и (17), получим

048836

Применение двух экрвнирующих полюсов и двух компенсационных обмоток, соединенных с источником переменного на« пряжения через блок регулировок, позволяет скомпенсировать падение магнитно- и

ro напряжения на каждом из зазоров в намагничивающей цепи и неконтролируемых участках образца, что соответствует идеальному замыканию каждого из зазоров. При выполнении условий компенсаций, магнитодвижущая сила намвгничивающей обмотки расходуется только на создание истока в контролируемом участке образца, поэтому определение напряженности магнитного поля можно проводить по намагничивающему току с большой точностью. Применение катушки взаимоиндуктивности, соединенной с обмоткой индикации и индикатором напряжений, позволяет осуществить компенса- 20 цию магнитных напряжений по нулевому напряжению нв выходе индикатора. Применение катушки взвимоиндуктивности повышает точность компенсации при наличии потоков рассеивания, сцепленных 25 с обмоткой индикации. Таким образом, применение нновь введенных элементов позволяет контролировать мвгнитомягкие материалы в разомкнутой цепи с повышенной точностью, при этом определение 3о напряженности поля производится @то нам агничивающему т оку.

2. дофи И.Мезцгe ges jropriets wag eti es Bur ecbont Ktons Ьо Л; еи cou>ant„

aEteruatat.— 9esures re -е use,аМомаФМ, 0,3973, р 9 1- RQO.

Ф ормула изобретения

Устройство для контроля свойств маг,нитомягких материвлсв, содержащее маг.нитонровод из магнитомягкого материала с нанесенными на него компенсационной и намагничивающей обмотками, причем последняя последовательно соединена с образцовым резистором катушку взаимоиндуктивности, блок регулировки и индикатор напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля напряженности поля, на мвгнитоироводе нанесена вторая компенсационная обмотка и дополнительно введена sroрая катушка взаимоиндуктивности, второй блок регулировки и два экранирующих полюса, на каж дом из которых нанесена обмотка индикации, при этом намагничивающая обмртка расположена между компенсационными и отделена от них экрвнирующими полюсами, а каждая компенсационная обмотка соединена через соответствующую первичную обмотку катушки взаимоиндуктивности с вьаодом одного из двух блоков регулировки, вторичная обмотка катушки соединена с индикатором напряжений через обмотку индикации, нанесенную на тот экранирующий полюс, который отделяет. компенсационную обмотку, соединенную с первичной обмоткой этой же катушки взаимоиндуктивности, в выходы блоков регулировки соединены с намагничивающей обмоткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 241521, кл. С 01 P 33/12, 1969, 945836

° е

Составитель Г„Змиевская

Редактор Л. Гратилло Техред Т.Маточка Корректор М.Шароши

Заказ 5326(67 Тираж 717 Подписи ое

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