Устройство для измерения удельной магнитной энергии ферромагнитных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕО 1 УБЛИН 95727 А 02, 33/1 О 1 Я ТВУ тельтехно" СССР 978. УДЕЛЬ- ГНИТНЫХ ь 1 ил. трое ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Всесоюзный научно-исследовский проектно-конструкторский инологический институт злектромастроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯНОЙ МАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ ФЕРРОМАМАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение может быть испвано в машиностроении и приборо 2нии при контроле и изготовлении ферромагнитных материалов (ФММ). Устройство предназначено для измерения удельной магнитной знергии ФММ и содержит задающий генератор 1, дифференциальный усилитель 2, интегратор 3, усилитель 4 мощности, подковообразный сердечник 15 с намагничивающей обмоткой 13, регистрирующий прибор 9. Введение в устройство усилителя 5,. мощности, резистора 6 и обмотки 14, число витков которой идентично числу витков намагничивающей обмотки 13,позволяет повысить точность измерения и расширить динамический диапазон.г 1 зо 1.ретРние относится к магнцтоиз;.1 срите 111 ног 1 технике и может быть использовано В машиностроении и приборостроении при контроле и изготовлении ферромагнитных материалов.11 ель изобретения - повышение точности измерения и расширение динамического диапазона.1 а чертеже представлена структурная функциональная схема устройства.Устройство состоит из задающегогенератора 1, дифференциального усилителя 2, интегратора 3, первого 4и второго 5 усилителей мощности, ре-,зистора 6, делителя 7 напряжения, умножителя 8, регистрирующего прибора9 ограничительного усилителя 10,датчика 11 индукции магнитного поля,датчика 12 напряженности магнитногополя, намагничивающей 13 и дополнительной 14 обмоток, подковообразногосердечника 15 и испытуемого ферромагнетика 16.В устройстве последовательно соединены задающий генератор 1, дифференциальный усилитель 2 (неинвертирующий вход), интегратор 3, усилитель 4мощности, резистор 6 и намагничивающаяОбмотка 13 подковообразного сердечника15, который располагается на образце 16.Первый вход второго усилителя 5 мощности подключен параллельно последовательно соединенным обмоткам 13 и14 подковообразного сердечника 15, авторой - параллельно последовательносоединенным резистору 6 и намагничивающей обмотке 13, выход нагружен нарезистор 6. Датчик 11 индукции магнитного поля подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя 2 и последовательно соединеннымделителю 7 напряжения, умножителю 8 ирегистрирующему прибору 9. Датчик 12напряженности магнитного поля черезограничительный усилитель 10 подключен к второму входу умножителя 8.Устройство работает следующим образом,Перемагничивание испытуемого ферромагнетика 16 осуществляется с помощью сердечника 15, намагничивающая обмотка 13 которого питается от первого усилителя 4 мощности через ре" зистор 6, на вход которого подается сигнал, определяющий заданный закон индукции магни гного поля, От задав - щего генератора 1 через неинвРр 1 и 1 у 10 15 20 25 30 35 40 45 50 юлий ВхОд диффРрен 11 иаль 1101 О ч(;илитР ля 2 и интегратор 3, Ввиду нелинейной зависимости испытуемого Ферромагнетика 16 от напряженности происходит искажение заданного закона индукции магнитного поля. Для устранения этого сигнал с Выхода датчика 11 индукциимагнитного поля подается на инвертирующий вход дифференциальногс усилителя 2, в результате чего Обеспечивается глубокая отрицательная обратнаясвязь и индукция в образце болееприближается к заданному закону. Од -нако при приближении к насыщению ферромагнетика ввиду наличия в цепинамагничивания нелинейной индуктивности намагничивающей обмотки снижается эффективность работы цепи отрицательной обратной связи вследствиевозникновения фазовых искажений иувеличения искажающего сигнала, чтонаглядно видно из анализа дифференциального уравнения цепи намагничивания, нри этом сужается динамический и частотный (за счет увеличения соотношения полей рассеивания к полю в ферромагнетике с ростом частоты) диапазоны и снижается точность при измерении магнитных параметров ферромагнетика. Для устранения этих нежелательных явлений необходимо исключить влияние нелинейной индуктивности намагничивающей обмотки, что осуществляется следующим образом: на вход второго усилителя 5 мощности подается сигнал с последовательно включенных резистора 6 цепи намагничивания и дополнительной обмотки 14При тщательной подгонке идентичности обмоток 13 и14 они имеют равные индуктивности,поток, проходящий в сердечнике 15,наводит в них равные ЭДС. Усиленныйсигнал подается в противофазе на резистор 6 цепи намагничивания. Еслиобеспечить значительный коэффициентпередачи второго усилителя 5 мощностиравновесие этой системы будет достигнуто при равенстве по абсолютнойвеличине напряжений на обмотке 14 ирезисторе 6 и противоположности ихзнаков, несмотря на протекание посопротивлению тока намагничиваюшейобмотки. Таким образом будет компенсировано падение напряжения на реактивной составляющей иамагничивающейобмотки, повысится эффективность работы цепи отрицательной обратной свя14.1 2/ зи и индукция в ферромагнетике будетиметь заданный закон независимо отстепени насыщения ферромагнетика. Составитель А. Дивеев Редактор С.Пекарь Техред Л,Олийнык Корректор С,ШекмарЗаказ 42 бО/43 Тираж 713 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5Измерение удельной магнитной энергии проводится обычным способом. напряжение от датчика 11 индукции позволяет с учетом толщины и удельной плотности испытуемого ферромагнети ка 16 обеспечить непосредственный отсчет измеряемой величины. Формула изобретения15Устройство для измерения удельной магнитной энергии ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, дифференциальный усилитель, интегра тор, усилитель мощности, а также подковообразный сердечник с намагничивающей обмоткой, датчик индукции магнитного поля, выход которого соединен с вторым входом дифференциального25 усилителя, а через делитель напряжения - с первым входом умножителя,второй вход которого через ограничительный усилитель подсоединен к выходу датчика напряженности магнитно-.го поля, выход умножителя нагружен нрегистрирующий прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, расширениядинамического диапазона, в него введены второй усилитель мощности, резистор и дополнительная обмотка, установленная на подковообразном сердечнике, причем выход первого усилителя мощности подключен к первому выводу входа и первому выводу выходавторого усилителя мощности и черезрезистор - к второму выводу выходавторого усилителя мощности и к первым выводам намагничивающей и дополнительной обмоток, второй вывод дополнительной обмотки подключен к второму выводу входа второго усилителямощности, а второй вывод намагничивающей обмотки - к общей шине, приэтом число витков и толщина проводадополнительной и намагничивающей обмоток идентичны.