Устройство для измерения магнитных характеристик ферромагнитных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК К 33/1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВУ СВИ Н АВТОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Владимирский политехнический институт(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ,содержащее измерительное ярмо с магнитомягкими полюсами, намагничивающую катушку, подключенную к шинам возбуждения, измерительную катушку, подключеннуюк измерителю магнитной индукции, сквозной канал, проходящий вдоль полюса ярмасо вставленной в него потенциально полюсной катушкой, один конец которой распо,8 О,ш 1133566 А ложен на торцовой стороне испытуемого образца, а другой конец соединен с точкой постоянного потенциала, и подключенной к измерителю напряженности поля, измеритель индукции магнитного поля, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительная измерительная катушка, компенсационные катушки, последовательно соединенные блок сравнения и нуль-орган, последовательно соединенные регулируемый источник напряжения, фазовращатель и усилитель мощности, при этом дополнительная измерительная катушка расположена внутри второго магнитомягкого полюса симметрично относительно его продольной оси и удалена по этой оси от сквозных каналов, измерительнаяя и дополнительная измер ительн ые катушки подключены к входам блока сравнения, выход усилителя мощности соединен с последовательно включенными компенсационными катушками, расположенными в продольных частях сквозных каналов и охватывающий потенциально полюсные катушки.Изобретение относится к магнитно-измерительной технике и предназначено для измерения магнитных характеристик ферромагнитных листовых и ленточных материалов, а также изделий из них, в частности для измерения характеристик эластичных магнито-мягких и магнитотвердых материалов.Известно устройство для измерения магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее П-образный сердечник с намагничивающей обмоткой, в зазоре которого находится потокочувствительный датчик, соединенный с выходом приборов, нуль-индикатор, регулируемый источник тока, дополнительный потокочувствитель ный датчик и дополнительный П-образный сердечник с компенсационной обмоткой, соединенной с регулируемым источником тока, расположенной параллельно основному сердечнику между его полюсами, а дополнительный потокочувствительный датчик расположен в зазоре дополнительного П-образного сердечника и соединен с нуль-индикатором 11.Однако данное устройство имеет недостаточную точность измерения в области низких частот из-за больших фазовых сдвигов (отсутствует компенсация фазовых сдвигов) и имеет ограниченное применение, так как не реализуемо для измерений характеристик магнитотвердых материалов.Наиболее близким по технической сущ ности является устройство для измерения магнитных характеристик, содержащее потенциально полюсную катушку, измерительное ярмо с магнитомягкими полюсами, намагничивающую катушку, измерительную катушку, охватывающую испытуемый образец, подключенную к измерителю магнитной индукции, в магнитомягком ярме выполнен сквозной канал, проходящий вдоль полюса ярма со вставленной в него потенциально полюсной катушкой, один конец которой 40 расположен на торцовой стороне испытуемого образца, а другой конец соединен с точкой постоянного потенциала, и подключенной к измерителю напряженности поля, потенциально полюсная катушка выполняется также из двух или более частичных катушек, вставленных в соответствующие каналы 12.Данное устройство имеет недостаточно высокую точность измерения, так как при его эксплуатации не учитывается влияние неоднородности и распределения магнитного потока, обусловленной сквозным каналом в торцовой части полюса (т.е. не учитывается уменьшение площади измерительной ч асти полюса), кроме того, недостаточно высока я производительность труда при измерении образцов различных габаритов, 55 что объясняется необходимостью выполнения и замены большого числа охватывающих катушек. Цель изобретения - повышение точнос. ти измерения.Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее измерительное ярмо с магнитомягкими полюсами, намагничивающую катушку, подключенную к шинам возбуждения, измерительную катушку, подключенную к измерителю магнитной индукции, сквозной канал, проходящий вдоль полюса ярма со вставленной в него потенциально полюсной катушкой, один венец которой расположен на торцовой стороне испытуемого образца, а другой конец соединен с точкой постоянного потенциала, и подключенной к измерителю напряженности поля, измеритель индукции магнитного поля, введены дополнительная измерительная катушка, компенсационные катушки, последовательно соединенные блок сравнения и нуль-орган, последовательно соединенные регулируемый источник напряжения, фазовращатель и усилитель мощности, при этом дополнительная измерительная катушка расположена внутри второго магнитомягкого полюса симметрично относительно его продольной оси и удалена по этой оси от сквозных каналов, измер ительная и дополнительная измерительные катушки подключены к входам блока сравнения, выход усилителя мощности соединен с последовательно включенными компенсационными катушками, расположенными в продольных частях сквозных каналов и охватывающими потенциально полюсные катушки. На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит измерительное ярмо 1 с магнитомягкими полюсами, испытуемый образец 2, измерительная катушка 3, потенциально полюсная катушка 4, дополнительная измерительная катушка 5, намагничивающая катушка 6, дополнительная секция 7 намагничивающей катушки, компенсационная катушка 8, блок 9 сравнения, нуль-орган 10, регулируемый источник 11 напряжения, фазовращатель 12, усилитель 13 мощности, измеритель 14 индукции магнитного поля, измеритель 15 напряженности поля,Катушки 3 и 5 встроены в полюса и выполнены строго идентичными. Катушки изготавливаются в несколько рядов бескаркасной намоткой проводом диаметром О,О,09 мм с последующим размещением в замкнутом квадратном или круглом пазу необходимой глубины,Потенциально полюсная катушка 4 выполнена на немагнитном (гибком) сердечнике, на который нанесены несколько рядов провода диаметром с постоянной плотностью намотки витков по всей длине.1133566 Составитель Л. Устинова Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор В. Бутяга За каз 9833/39 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - .35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ПГ 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Компенсационная катушка 8 Х-слойная, с плотной намоткой по длине, соответствующая продольной части сквозного канала, причем она охватывает потенциально плоскую катушку 4 до изгиба сквозного канала и состоит из двух катушек, которые размещены в сквозных каналах каждого ярма.Устройство работает следующим образом.Испытуемый образец 2 листового или ленточного материала, габариты которого превышают площадь полюсов измерительного ярма 1, помещается между полюсами.Намагничивание образца 2 осуществляется от источника переменного тока, подключаемого к намагничивающей катушке 6, включенной последовательно с дополнительными секциями 7 намагничивающей катушки 6, две секции которой располагаются на полюсах ярма 1 для дополнительного намагничивания образцов при измерениях характеристик магнитотвердых материалов, а также повышения эффективности экранировки контролируемого участка образца 2, расположенного в центральной части полюса от влияния потоков рассеивания и внешних помех.Сигналы с катушек 3 и 5 подаются на входы блока 9 сравнения, с выхода которого результирующий сигнал поступает на нуль- орган 10,Изменением амплитуды потенциала, поступающего от регулируемого источника 11 напряжения, с последующей регулировкой фазы, проводимой фазовращателем 12, на компенсационную катушку 8 через усилитель 13 мощности необходимое значение тока, создающего дополнительный магнитный поток. При этом амплитуда тока и фаза выбираются такими, при которых выходной сигнал, фиксируемый нуль-органом 10, станет равным нулю.Дополнительный магнитный поток, создаваемый компенсационной катушкой, изменяет значение сигнала, снимаемого с катушки 3 до соответствующего значения, снимаемого с катушки 5. Сигнал с катушки 3, соответствующий истинному значению магнитной индукции, фиксируется измери.телем 14 индукцииИзмеритель 15 напряженности, подключенный к потенциально полюсной катушке 4, фиксирует также значение напряженности магнитного поля в образце 2 на контролируемом участке.Таким образом, выполнение дополнитель ного паза для дополнительной катушки 5способствует симметричному распределению магнитного потока на полюсах, а также выравниванию его плотности, что увеличивает точность измерения.Введение компенсационной катушки 8с элементами регулировки амплитуды и фазы способствует созданию дополнительного магнитного потока, что устраняет погрешность, вызываемую уменьшением площади измерительной части полюса (неоднород- ЗО ностью распределения различной плотностьюмагнитного потока и потоками рассеивания измерительной части полюса).