Всесоюзная i11

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикавт. свидетельства хс -впсп мое Заявлено ЗО.И,1969 ( 1344660/26-25)с присоединением заявки %в Комитет по делам обретений и открыторитет урн Совет Опубликовано 29,Х.1970, Бюллетень М 33Дата опубликования описания 4 Л"1,1971 Авторыизобрете.А ышев, Б. В. Болотов, Ю. М. Надежкин и Л. 3. Пиве аявитель с .3" щяБ 11 г" Рс) МАГНИТНЫЙ ПОДВЕС пиально огвами нити орциональна выражается образом: т 4л 661 О г 20 Известны магнитные подвесы элементов оборудования, в особенности для точных измерительных приборов, например, для измерения сверхмалых усилий с помощью крутильного маятника. Они содержат якорь, являющийся частью подвешиваемого устройства, электромагнит, создающий подъемную силу для подвешивания якоря, датчик положения и систему автоматического регулирования тока. Тр адиционны м способом,измврения малых усилий является пондеромоторный способ, .при котором усилие, оказываемое на чувствительный элемент,крутильного маятника, подвешенного на очень тонкой и длинной металлической или кварцевой нити, измеряется по углу смещения крутильного,маятника из первоначального положения. Пондеромоторный способ особенно удобен,при измерении энергии и мощности излучения квантовых генераторов по оказываемому излучением механическому усилию, так как в этом случае измеряемое излучение не поглощается, а отражается. Поэтому все нежелательные эффекты, связанные с тепловым действием электромагнитного излучения, наступают при плотностях мощности в1раз больших чем при прочих способах, 1 - аЗдесь п=0,9 - 0,98 - коэффициент отражения приехпгой пластины. Однако чувствительность традиционных измерителей принц раничена механическим,и свойс подвеса.Чувствительность обратно прон жесткости нити подвеса, которая через параметры нити следующими 1 де К - жесткость нити;6 - модуль сдвига материала нити;1 - длина нити;гУ - диаметр нити.При оптимальном выборе хтатериала две,ос 1 с тавшиесЯ возможности УменьшениЯ жесткостиза счет уменьшения диаметра .п увеличения длины ограничены прочностью нити и разумными габаритами, измерителя. К тому же с уменьшением диаметра нити уменьшается надежность прибора, а с увеличением ее длины резко возрастает чувствительность измерителя к вибрациям помещения.В последнее время вместо подвеса с нитьювсе чаще применяют безопорный магнитный 25 подвес.В этом случае чувствительный элемент, прикрепленный к небольшому ферромагнитному якорю, свободно парит в магнитном поле электромагнита, ток которого управляется специзо альным автоматическим регулятором. Пр иэтом ь рептильная жесось маятника на 3 - 4порядка меньше чем достигнутая в лучших образцах с подвесом на нити,:и определяетсягравитационной асимметрией маягника относительно оси подвеса и взаимодействием якоряс внешними магнитными полями за счет радиальной составляющей маьпнитного моментаякоря, обусловленной, неоднородностью ферромагнита и различием величин доменов пообъему, своего рода магнитным трением,Однако для измерения импульсов энергииизлучения квантовых генераторов, а такжедля проведения экспериментов, связанных сизмерением гравитационных сил, обнаружением гипотетических элементарных частиц сдробным зарядом (квасков) и т. п., достигнутая чувствительность крутильного маятника,подвешенного,в мапнивном поле, оказываетсявсе-таки недостаточной.Целью настоящего изобретения являютсяуменьшение некелатсльных моментов сил,препятствующих, повороту подвесаи повышение чувствительности приборов, использующих такой подвсс,Предлагаемый магнитный подвес содержитсхему периодьгчеокого раззьагщчивь 1 ния якоря,которая состоит из генератора прямоугольныхимпульсов и подкльоченьього,к нему колебательного контура, образованного обмоткойэлектромагнита и конденсатором.Сущность изобретения заключается в использоваььии идеальной кривой ььамагничввания ферромагнетика, когда подавляющаячасть доменов ориентируется вдоль внешнегополя, создаваемого поддерживающим электромагнитом. Поскольку при этом число доменовс радиальной ориентацией резко уменыдается,радиальная составляющая магнитного момента якоря стремится,к нульо.Для перехода на идеальную (безгистерезисную) кривуьо намагничивания одновременно сполем электромагнита, обеспечивающим подвес якоря, на последний воздействует периодическое, затухающее по амплитуде, переменное магнитное поле. Если началььсая амплитуда в 5 - 10 раз превосходит коэрцитивную силу ферромапнетика, последний переходит па идеальную безгистерезисную кривуюнамагничььвания. При достаточно высокойчастоте переменного поля влияние его на стабильность подвеса не сказывается вследствиеинерционности якоря,На чертеже изображена структурная схемамагнитного подвеса,крутильного маятника,ьснабженяого схемой для перевода якоря,наидеальную, кривую намагничиваньья.Крутильный маятник образован ферромагнитным якорем 1, к которому 1 прикреььленыприемные пластины 2. Над маятником распо.ложен электромагнит,3, создающий подъемнуюсилу для подвешивания маятника, Непосредст 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 венно под якорем расположен датчик 4 положения якоря, который подключен ко входу системы автоматического регулирования 5, управляющей током через электромагнит, Устройство соде 1 ржит также генератор 6 прямоуголыных импульсов и конденсатор 7. Здесь и далее понятие прямоугольный импульс употребляется исключительно с целью удобства и в качестве указания на оптимальную реализацию изобретения. Естественно, что импульсы, необходимые для работы схемы, могут быть иной формы, обеспечивающей, однако, описанное ниже ударное возбуждение контура.В рабочем положении якорь 1 и, следовательно, крутильный маятник парит в полеэлектромагнита 3, Всякое изменсние вертикального положения якоря регистрируется датчикоьм 4, который вырабатывает сигнал, пропорциональный этому изменению. Сигнал поступает на вход системы автоматическопо регулирования, обеспечивающей такое изменение тока через электромагнит и, следовательно, подъемной силы, что якорь возвращается в исходное положение. Обмотка электромагнита 3 и конденсатор 7,образуют колебательный контур, ударно возбуждаемый генератором 6 прямоугольных импульсов. При возбуждении этого контура одиночным прямоугольным импульсом появляется переменное затухающее магнитное поле, необходимое для перевода якоря на идеальную кривую намагничивания, Добротность контура должна быть такой, чтобы переменное поле совершало до полного затухания не менее 15 - 20 колебаний. Частота следования прямоугольных импульсов должна быть соответственно в 15 - 20 раз ниже резонансной частоты контура, а длительность импульсов должна равняться половине периода колебаний контура. Лмплитуда прямоугольных импульсов должна быть такой, чтобы начальная напряженность переменного затухающего поля электромагнита в точке расположения якоря, превышала коэрцитивную силу якоря в 5 - 10 раз,П 1 редмет изобретения Магнитный подвес, например, для измерительных приборов, содержащий якорь, скрепленный с подвешиваемым устройством, электромагнит, создающий подъемную силу для подвешивания якоря, датчик положения якоря и систему автоматического регулирования тока через электромагнит в соответствии с сигналом датчика, отличаюиьийсл тем, что, с целью уменьшения момента трения в подвесе, он содержит схему периодического размагничивания якоря, состоящую из генератора прямоугольных импульсов и подключенного к нему колебательного контура, образованного обмоткой электромагнита и конденсатором.285267Составитель Е. Буряк ;Редактор Б. Б. Федотов Техред А. А. Камышникова Корректор Т. А. Абрамова Заказ 8119 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Кочитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж.35, Раушская ваб., д. 4/5Областная мпографлп Костромского управления по печати