Устройство для измерения магнитострикции

)4 К 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВ ВТОРСКОМУ СВИ(21) 4083977/ (22) 07.07.86 (46) 15.02.88 (71) Владимир Бюл,6ий политехнич ск институт-179СР979. бГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТОСТРИКЦИИ(57) Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля магнитострикционных характеристик ферромагнитных материалов. Цель изо ретения - повышение помехозащищенности и производительности устройств Намагничивающая обмотка 2 ферромагнитного ярма 1 замыкает испытуемый образец 3 и преобразователь (обмотку 5 индукции. Устройство содержит компенсационный блок 11, селективныйусилитель 12, фазочувствительный демодулятор 13, фильтр 14 нижних частот,блок 15 индикации, генератор 16 несущей частоты и фазорегулятор 17, Измерительный преобразователь 6 выполнен в виде немагнитного основания 8с упругими токопроводящими пластинами7 и измерительными обмотками 9 и 10,размещенными соосно. При намагничивании образца 3 за счет силы тренияпроисходит отклонение пластин 7 отсреднего положения, что вызывает изменение индуктивности обмоток 9 и 10.Возникающий разбаланс схемы характе- сризует магнитострикционное изменениедлины образца 3., Воздействие внешнихшумов и вибраций приводит к увеличению индуктивности обмотки 9 или 10 Спри одновременном уменьшении индуктивности другой обмотки. Поэтому сигнал на выходе компенсационного блока уф11 будет равен нулю. 1 ил.Изобретение относится к магнитнымизмерениям, а именно к измерению магнитострикции ферромагнитных материалов, и может быть использовано длянеразрушающего контроля магнитострикционных характеристик в металлур"гической и электротехнической промышленности,Цель изобретения - повышение помехозащищенности и производительностиустройства.На чертеже представлено устройство для измерения магнитострикции,Устройство для измерения магнитострикции содержит пермеаметр, состоящий из ферромагнитного ярма 1 с намагничивающей обмоткой 2, замыкающего испытуемый образец 3, расположенный на немагнитной опоре 4, и преобразователь (обмотку) 5 индукции, Измерительный преобразователь 6 содержит две упругие токопроводящие ппастины 7, немагнитное основание 8 идве измерительные обмотки 9 и 10, На 25противоположных гранях основания 8консольно закреплены упругие пластины 7, свободные торцовые части которых соприкасаются с поверхностью образца 3. Между пластинами 7 расположены измерительные обмотки 9 и 10,включенные встречно.Устройство содержит также последовательно соединенные компенсационный блок 11, селективный усилитель12, фазочувствительный демодулятор13, фильтр 14 нижних частот и блок15 индикации. Кроме того, имеетсягенератор 16 несущей частоты, первыйвход которого связан с вторым входом 40блока 11, а второй выход - через фазорегулятор 17 с вторым входом (входом синхронизации) демодулятора 13.Устройство работает следующим образом, 45При намагничивании образца 3 вслед.ствие магнитострикции происходит изменение его линейных размеров, пе. редаваемое за счет трения пластинам 7. Обмотки 9 и 10 запитываютсятоком высокой частоты ( ), 500 кГц)50от генератора 16 через блок 11. Отклонение пластин 7 от среднего положения вызывает изменение индуктивности обмоток 9 и 10 за счет влияниявихревых токов, наводимых в электро 55проводящем слое пластин 7. При воздействии магнитострикции происходитодновременное увеличение (уменьшение) индуктивности обмоток 9 и 10. Возникает разбаланс схемы предварительно уравновешенного блока 11, и сигнал на его выходе оказывается пропорциональным сумме изменений индуктивностей обмоток 9 и 10, характеризующей магнитострикционное изменение длины образца 3. Воздействие внешних шумов и вибраций приводит к увеличению ин-" дуктивности одной из обмоток 9, 10 при одновременном уменьшении индуктивности другой обмотки. Параметры обмоток 9 и 10 выбраны одинаковыми. При этом зазоры между пластинами 7 и" обмотками 9 и 10 подобраны таким образом, чтобы изменение индуктивностей происходило по линейному закону. При выполнении этих условий суммарное изменение индуктивностей обмоток 9 и 10,от воздействия внешних вибраций и шумов равно нулю. Сигнал на выходе блока 11 также равен нулю, В реальном случае компенсация происходит не полностью за счет неполной идентичности параметров обмоток .9 и 10,После усиления селективным усили" телем 12 выходное напряжение блока 11 подается на фазочувствительный демодулятор 13, в котором происходят выделение огибающей амплитудно-модулированных колебаний и фильтрация высокочастотной составляющей несущего сигнала. Опорное напряжение снимается с генератора 16 через фазорегулятор 17, обеспечивающий синфазность опорного и несущего сигналов. После фильтрации сигнал поступает в блок 15 индикации. За счет того, что преобразователь 6 магнитострикционных перемещений выполнен накладным и не требует закрепления образца 3, время на проведение измерений значительно сокращается. Изменение положения упругих пластин 7 при установке накладного преобразователя 6 на поверхность образца 3 не вызывает изменения чувствительности преобразователя 6, работающего на линейном участке характеристики графика.Повторного проведения операции калибровки при этом не требуется.Преобразователь 6 в устройстве не нуждается в магнитном экранировании, так как не содержит нелинейных ферромагнитных элементов. Это дает воз1374158 Составитель С. Шумилишская Редактор Н. Швыдкая Техред А.Кравчук Корректор М, Пожо Заказ 571/42 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5- 1 г Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4можность проводить испытания такжеи в режиме магнитного насыщения образца 3. Применение высокой частотыопорного генератора (500 кГц) позволяет использовать обмотки 9 и 10с малым числом витков. При этом ЭДС,наводимая внешним магнитным полемнизкой частоты, невелика. Уменьшениеуказанной ЭДС достигается также встре 10чным включением обмоток 9 и 10 преобразователя 6. Окончательное подавление низкочастотной наводки производится селективным усилителем 12. За счет того, что размеры токопро 15 водящего слоя на упругих пластинах 7 могут быть выбраны большими,чемдиаметр измерительных обмоток 9 и 10, преобразователь 6 нечувствителен к поперечным воздействиям вибраций ишумов. Уменьшение воздействия продольной составляющей внешних вибраций и шумов обеспечивается идентичностью параметров обмоток 9 и 10 преобразователя 6, При этом выходные сигналы, пропорциональные изменениям индуктивностей, взаимно компенсируются. Таким образом, устройство облада ет высокой помехозащищенностью и обеспечивает высокопроизводительный контроль ферромагнитных образцов,Формула изобретенияУстройство для измерения магнито.стрикции, содержащее ярмо с намагничивающей обмоткой и преобразователем индукции, немагнитную опору образца, последовательно соединенные компенсационный блок, селективный усилитель и последовательно соединенные фазочувствительный демодулятор, фильтр нижних частот и блок индикации, а также две измерительные обмотки, подключенные к соответствующим входам компенсационного блока, фазорегулятор и генератор несущей частоты, первый выход которого соединен с входом питания компенсационного блока, а вто.рой - с входом фазорегулятора, выход которого соединен с входом синхронизации фазочувствительного демодулятора, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и производительности устройства, в него введены. немагнитное основание и две упругие токопроводящие пластины, концы которых расположены на противоположных боковых гранях немагнитного основания, причем измерительные обмотки размещены соосно, а их ось перпендикулярна плоскости упругих токопроводящик пластин, причем выход селективного усилителя соединен с входом фазочувствительного демодулятора.