Пермеаметр

 

Союз Советских

Социалистических . Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 29.09.81(2!) 3343388/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

6 01 R 33/!2 (23) П риоритет

Гвсу4врствииный квмнтвт

le аелам изебретеякй и вткрытий

Опубликовано 0/-.02,83. Бюллетень J6 $ (53) УЙК621 317 ° .М(088.8) Дата опубликования описания 09.02..83

Р ф

А.Ф. Кугаевский и А.Б. Лукашфнок:;:, " -"Р г с

Рижский Краснознаменный институт инжейероа.,"" гражданской авиации им. Ленинского комсомола .==-,/ (72) Авторы изобретения (7l } Заявитель (5<) 11EP EÀ ETP

Изобретение относится к электроизмерительной технике и .предназначено для измерений магнитных характерис" тик ферромагнитов, в частности тороидальной фор ы, при исследовании круговой симметрии (идентичности)

5 их показателей.

Известен пермеаметр, предназначенный для измерений магнитных характеристик ферромагнетиков тороидальной формы, который содержит первимную обмотку, размещенную на тороидальном сердечнике из ферромагнитного мате" риала, и вторичную обмотку в "виде замкнутого коаксиального цилиндра, включающего наружный электрод, внутренний центральный электрод и крышку.

Внутреннее пространство замкнутого коаксиального цилиндра является измерительным контейнером для испытуе- 2о мого образца Ферромагнетика, распола« гаемого в нем соосно 1), Недостатком известного пермеаметра является низкая точность измерений

2 магнитных характеристик ферромагнетиков при исследовании их круговой симметрии, поскольку для этого требуется производить отдельные измерения при смещейных относительно первона- ° чального угловых положениях испытуемого образца, что сопряжено с необ" ходимостью кратного расчленения, а затем сочленения конструктивных элементов вторичной обмотки.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является пермеаметр, содержащий первичную обмотку, состоящую из двух половин, раэ" мещенных на тороидальных сердечниках из ферромагнитного материала, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра, выполненного из двух коаксиальных полуцилиндров с наружными и внутренними электродами, при этом половины первичной обмотки расположены соосно с внутренним электродом соответствующего коаксиального полуцилиндра, Кроме того, в него вве"

3 99503 дены отсчетный блок, шток, поворотный стол, выполненный в виде диска с цилиндрической ступицей и спиральным пазом на ее внутренней поверхности и закрепленный на внутренних электродах коаксиальных прлуцилиндров с вовможностью вращательного движения, На од" ном конце штока закреплен радиальный палец, сочлененный.со спиральным пазом цилиндрической ступицы и располо" 10 женный в продольной прорези, выполненной в боковой поверхности внутренних электродов, а на другом конце штока размещен указатель отсчетного блока, шкала которого неподвижно закреплена на верхнем коаксиальном полуцилиндре, при этом во внутренних электродах коаксиальных полуцилиндров выполнен сквозной канал, в котором размещен шток P2 J.. 20

Однако у этого устройства низкая точность измерений из-за нарушений ,соосности расположения испытуемого образца при его вращательном движении. в измерительном контейнере, что

25 искажает достоверность получаемых результатов, и некоторого нарушения однородности напряженности магнитного поля в измерительном контейнере ввиду наличия односторонней боковой про30 дольной прорези во внутренних электродах.

Кроме того, сравнительная сложность устройства за счет присутствия целого ряда вспомогательных элементов З для углового смещения испытуемого образца, активно не участвующих в измерительном процессе, увеличивает материальные и временные затраты на

его изготовление и, кроме того, они оказывают паразитное влияние на физическую прирсду внутреннего прост" ранства измерительного контейнера за счет расположения в нем вместе с ис" пытуемым образцом, причем они занима" 5 ют часть объема измерительного контейнера, а это требует соответствующего увеличения объема вторичной обмотки замкнутого коаксиального цилиндра.

Цель изобретения - повышение точ- 0 ности измерений и. упрощений устройства.

Поставленная цель достигается .тем, что пермеаметр, содержащий первичную обмотку, размещенную на тороидальном ферромагнитном сердечнике, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным электро8 ф дом и внутренним электродом, соосно с которым расположена первичная обмотка, шкалу и указатель отсчетного блока, снабжен односторонне замкнутым полым цилиндром с двумя радиальными пальцами на его внешней боковой поверхности, а на внутренней боковой поверхности наружного электрода коаксиального цилиндра выполнены два соответствующих круговых и продольных паза, внутренняя боковая поверхность полого цилиндра профилирована по гармоническому,закону с числом периодов гармонической функции, шкала отсчетного блока выполнена в виде ленты, длиной равной четверти периметра ос" нования коаксиального цилиндра, размещенной на незамкнутом торце коаксиального цилиндра, при этом полый ци линдр закреплен внутри коаксиального цилиндра с возможностью у глового смещения относительно него, а указатель отсчетного блока закреплен на замкнутом торце полого цилиндра, На фиг. 1 представлен предлагаемый пермеаметр; на фиг.. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3 °

Пермеаметр содержит первичную обмотку, состоящую из двух половин 1 и 2, размещенных на тороидальном сердечнике 3 из ферромагнитного материала, и вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным электродом 4 и внутренним центральным электродом 5, внутреннее пространство которого служит измерительным контейнером для испытуемого образца 6 ферромагнетика тороидальной формы. Половины 1 и 2 первичной обмотки имеют идентичные параметры, намотаны равномерно на сердечник 3, например, бифилярным способом, и расположены соосно с электродом 5. е

Односторонне замкнутый полый цилиндр 7 (стакан ) и коаксиальный цилиндр имеют возможность углового смещения относительно друг друга и продольного расчленения, для чего на внутренней боковой поверхности наружного электрода 4 коаксиального цилиндра выполнены соответствующие круговые направляющие пазы 8 и продоль" ные направляющие пазы 9, а на внешней боковой поверхности полого цилиндра 7 закреплены сочленяемые с ними радиальные пальцы 10. Внутренняя боковая

5 99503 поверхность полого цилиндра 7 имеет продольный волнообраэний профиль с поперечным сечением в виде гармони" ческой функции в полярной системе координат .в частности с числом перио-. $ .дов, равным четырем. Отсчетный блок устройства включает шкалу 11, пред" ставляющую собой одноквадрантную круговую ..ленту, укрепленную на свободНоМ торце коаксиального цилиндра, и 30 указатель 12, размещенный на замкнутом торце полого цилиндра 7. Для лучшей взаимной центровки цилиндра элект" рода 4 и цилиндра 7 количество пазов 9 и пальцев 10 равно двум и рас"

1$ положены они взаимно перпендикулярно, при этом количество пазов 8 также рав- . но двум и протяженность каждого из них несколько превышает четверть внут" ренней окружности цилиндра электро» 0 да 4, Узлы сочленения цилиндров обес" печивают плотное прилегание их элементов, причем места контактирования свободного торца цилиндров 7 с замк-, нутым торцом цилиндра электродФ 4 и электрода 5 с замкнутым торцом цилиндра 7 хорошо притерты и посеребрены для уменьшения переходного сопротивления . Первичная обмотка подключается к серийному измерительному прибору., например к измерителю добротностикуметру типа Е9-4 ), образуя элемент

его высокочастотного (30- 0 ИГц). колебательного контура, при этом ее поло" вины 1 и 2 могут быть последовательно$$ соединены как согласно, так и встречно (не показано). Расположение паль" цев 10 в пазах 8, соответствующее начальному смещению. цилиндра электрода 4 относительно цилиндра 7, сдвину-4о то в угловом отношении от пазов 9.

Пермеаметр работает следующим образом, 1

Испытуемый образец 6 ферромагнети- 4$ ка помещается в цилиндр электрода. 4 соосно с -электродом 5. После этого цилиндры сочленяются.

В основу действия устройства положен принцип высокочастотного трансформирования полного сопротивления испытуемого образца 6 ферромагнетика, составляющие которого измеряются с помощью куметра и по ним затем, учиты$$ вая данные соответствующей калибров" ки пермеаметра, определяются искомые магнитные характеристики образца, при этом половины 1 и 2 первичной об8 6 мотки соединяются последовательносогласно.

В силу поверхностного эффекта на высоких частотах наводимый системой первичной обмоткй во вторичной обмотке переменный магнитный поток "вытесняется" в зону стенок внутреннего. пространства измерительного контейнера пермеаметра, причем толщина скинслоя составляет доли миллиметра. При" нимая во внимание специфический:.волнообразный профиль внутренней боковой поверхности цилиндра 7, напряженность магнитного поля в измерительном кон" тейнере имеет гармонический угловой градиент, при котором ее равные вели,чины повторяются- через 90, а экстремальные значения сдвинуты на угол

4g . Поэтому, смещая цилиндр 7 относительно цилиндра электрода 4 на угол 90, производится зондирование магнитных характеристик испытуемого образца по всей его круговой протя" . женности и в результате исследуется круговая симметрия ферромагнитных образцов.

Отсчет углового сдвига цилиндров ведется по шкале 11 и указателе 12, при этом в опредепенных установленйых положениях, предварительно перед практическими измерениями, для коррек ции стабильности величины переходного контактного сопротивления половины 1 и 2 первичной обмотки соединяются rioследовательно-встречно и тем самым за счет взаимной компенсации суммарное значение электромагнитного поля в измерительном контейнере равняется нулю. Измеряете в этом случае с помощью куметра характеристики опреде" ляют собственные конструктивные показатели пермеаметра, в частности, величьжу переходного сопротивления, стабильность которого поддерживается, например, регулировкой уровня ЭДС, вводимой в измерительный контур.

Таким образом, предлагаемому пермеаметру присуща высокая точность измерений магнитных характеристик ферромагнетиков тороидальной формы при исследовании круговой симметрии их показателей, так как испытуемый образец помещается стационарно соосно в устройство и в дальнеййем не испытывает каких-либо угловых эволюций.

Кенструкция пермеаметра сравнительно проста, отличается удобством сочленения составных частей, а следовательно, 7 9950 и эксплуатации. Измерительному контейнеру свойственна строгая конструктивная симметрия, что определяет однородность (квазистационарность) напряженности электромагнитного лоля и, тем самым, не нарушает досТовер.ность результатов измерений. Кроме того, предусмотренная возможность коррекции собственных параметров измери" тельного комплекса повышает качество 10 измерительных операций, Формула изобретения

Пермеаметр, содержащий первичную 15 обмотку, размещенную на тороидальном ферромагнитном сердечнике, вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с наружным электродом и .внутренним электродом, соосно с кото-20 рым расположена первичная обмотка, шкалу и указатель отсчетного. блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, он снабжен односто- 25 ронне замкнутым полым цилиндром с двумя радиальными пальцами на его внешней боковой поверхности, а на

38 8 внутренней боковой поверхности наружного электрода коаксиального цилиндра выполнены два соответствующих круговых и продольных паза, внутренняя боковая поверхность полого цилиндра профилирована по гармоническому закону с числом периодов гармонической функции, шкала отсчетного блока выполнена в виде ленты длиной, равной чет верт и периметра основан ия коаксиального цилиндра, размещенной на незамкнутом торце коаксиального цилиндра, при этом полый цилиндр закреплен внутри коаксиального цилиндра с возможностью.углового смещения относительно него, а указатель отсчетного блока закреплен на замкнутом торце полого цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ку гаевский А.Ф. Измерение пар аме тров ферромагнитных матери алов на высоких частотах. М., ИС, 1973, с 26.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 2927649/21, кл. G 01 R 33/12, 995038

Яч.

ВНИИПИ Заказ б34/31

Тираж 708 Подписное филиал ППП-"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4