Устройство для определения осей и величины анизотропии сферических ферромагнитных образцов

,748306 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскилСоциалистическикРеспублик(511 М. Кл, О 01 тк 33/12 о.мок г: с присоединением заявки,йо Гавударствелный комитет СССР ао делам наобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Научно-исследовательский институт прикладной математикии кибернетики при Горьковском государственном университетеим. Н. И. Лобачевского(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕЙ И ВЕЛИЧИНЫ АНИЗОТРОПИИ СФЕРИЧЕСКИХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ОБРАЗОВ. -="-и."3 йййййййЬФМйШвншв -швшмм кк,"твко-.: мйк шу. м:нвт-сг; . с ",мо. 1 в:-" 1Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в приборостроении, а также при разработке и исследованиях ферромагнитных материалов с целью определения анизотропных свойств сферических ферромагнитных образцов (особенно с малой анизотрбпией),Известно устройство для определения направления осей внизотропии в монокристаллических ферромагнитных шарах, содержащее два симметрично Расположенныхто относительно образца электромагнита с катушкой нв квкксм сврдвчннкв 111 . Сбрвэеп, находящийся в тефпоновой лунке, помещается между электромагнитами. При включении магнитного поля образец разворачивается, стремясь занять положение, при котором одна из осей аниэотройии (ось легкого намагничивания) располагается вдоль направления магнитного поля,20 После этого поле выключается, электромагниты поворачивают вокруг образца до нового совпадения направления поля с предлагаемой осью анизотропии и после 2вюпочения поля образец довертывается.Эта процедура многократно повторяется до тех пор, пока включение поля не перестанет вызывать вращение образца. Это устройство применимо лишь для нахождения направлении осей сильно анизотропных монокристаллических материалов с заранее известной кристаллографической структурой,Однако указанное устройство иаа сухого трения между шаром и лункой имеет ограниченную точность и не может применяться для исследования образцов с ма лой анизотропией (например, из поликристаллических нетекстурованных материалов). Кроме того, оно не позволяет произвести количественные измерения величины дни зотропии.Известно устройство для определения величины анизотропии, содержащее два электромагнита, симметрично расположееньас относительно обр апай закрепленного на торсионе 21 . Вначале каким либо способом определяют оси анизотропии в15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цепью изобретения является новьшение чувствительности и точности устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два симметрично расположенных относительно образца электромагнита с обмоткой на каждом сердечнике, датчик зазора, подключенный к нему усилитель и первый выходной блок, введены две дополнительные обмотки, второй выходной блок, подключенный к ним выходами, а также генератор прямоугольных импульсов и коммутатор, управляемый им ,и подключенный к входам обоих выходных блоков и к выходу усилителя, при этом каждая из дополнительных обмоток рвзобразце, "затемориентируют и закрепляютего на торсионе так, чтобы ось анизотропии была направлена вдоль поля. Включенные электромагниты поворачивают вокоруг образца и по степени закручиванияпредварительно отградуированного торсиона судят о величине аниэотропии.К недостаткам этого устройства относятся необходимость предварительного определения оси аниэотропии каким-либодругим способом, трудность юстировки, необходимость градуировки при смене упругого элемента, влияние гистереэиса на результат измерений.Известно также устройство, осуществляющее неконтактное вывешивание ферромагнитного тела, содержащее двв сооснорасположенных электромагнита с катушкойнв каждом сердечнике магнитопровода,датчик зазора, подключенный к нему усилитель сигнала и выходной блок, управляющий токами в катушках электромагнитов 31, Это устройство может использоватьсядля определения осей и величины аниэотропии ферромагнитных шаров. Вывешенный в таком устройстве шар свободен отмеханического контакта й от момента сухого трения, Под влиянием моментов взаимодействия с полем подвеса он разворачивается так, что его ось анизотропиинаправлена вдоль поля, Отклонение шараот равновесного по углу положения приводит к его колебаниям, частота которыхслужит мерой величины аниэотропии.Однако с помощью такого устройстване удается определить анизотропные свойства в образцах с большим моментом вращательного гистерезиса по сравнению санизотропным моментом, поскольку ориентация шара в поле определяется суммарным воздействием этих моментов, а колебания при наличии гистереэиса быстро затухают. мешена на соответствующем сердечникеэлектромагнита,На чертеже изображена структурнаясхема устройства,Устройство для определения осей ивеличины анизотропии содержит два симметрично расположенных относительнообразца 1 электромагнита 2 и 3 с катушками 4 - 7 на сердечниках 8, 9,датчик 10 зазора, усилитель 1 1, генератор 12 прямоугольных импульсов, коммутатор 13, выходные блоки 14 и 15,нагруженные на катушки 4 - 7.Устройство работает следующим образом,Исследуемый образец 1 в виде шаравносится между электромагнитами 2 и3, Датчик 10 вырабатывает сигнал, зависящий от величины зазора между шаром и попюсным наконечником сердечника 8. После прохождения через усилитель 11 сигнал датчика 10 поступает на выходной блок 14 или 15 в зависимости от полярности сигнала с генератора 12 прямоугольных импульсов, управляющего коммутатором 13. Для определенности рассматривают такое состояние коммутатора, когда подключен выходной блок 14, нагруженный на катушки 4,5 электромагнитов 2,3, Совокупность описанных элементов, соединенных в замкнутую цепь системы автоматического регулирования, обеспечивает неконтактное вывешивание образца в поле соосных электромагнитов 2 и 3. Катушки 4, 5 включаются согласно и создаваемое ими магнитное поле имеет фиксированное направление (например, от верхнего магнита к нижнему). При иной полярности сигнала с генератора 12 коммутатор 13 перебрасывается в другое состояние и подключает вместо выходного блока 14 выходной блок 15, нагруженный на катушки 6, 7, Работа схемы аналогична только что разработанной, но катушки 6 и 7, включены твк, что направление магнитного поляпротивоположно предыдущему (например, направлено от нижнего к верхнему электромагниту). Для обеспечения равенства величин полей число витков в катушках подбирается таким, чтобы при протекании одинакового тока по согласно включенным катушкам 4, 5 и 6, 7 создавались одинаковь 1 е по величине поля. Бпвгодаря коммутации поля в устройстве существенно уменьшается парвзитный момент, обусловленный гистерезисом, что приводит к повышению точности определения напрайления осей анизотропии образцов. Кроме того, предлагаемое уст.Составитель Е. ДанилинаРедактор Т. Юрчикова Техред О, Андрейко Корректор Г. Назаров За аэ 4231/33 Тираж 1019 Падп БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5исное ентф, г 4 д, ул. Пр иал ППП 5 748306 6ройство позволяет определять направление нему усилитель и первый выходной блок,осей анизотропии образцов с относительно о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целы.большими гистерезисными моментами. Уве- повышения чувствительности и точности, вличивается постоянная времени затухания него введены две дополнительные обмотки,угловых колебаний образца, что повышает второй выходной блок, подключенный к ниычувствительность определения величины выходами, а также генератор прямоугольанизотропии. Устройство работает в широ- ных импульсов и коммутатор, управляемыйком диапазоне частот коммутации поля, им и подключенный к,юсодам обоих вы что позволяет измерять анизотропные свой- кодных блоков и к выходу усилителя, приства практически всех ферромагнитных маО этом каждая из дополнительных обмотоктериалов, включая и проводящие, размещена на соответствующем сердечнике электромагнита.Источники информации,формула изобретения принятые во внимание при экспертизе1, Приборы для научных исследований,Устройство для определения осей и ве- т. 39, М 11, 1968, с. 149-151личины анизотропии сферических ферромаг, Чечерников В. И. Магнитные иэнитных образцов, содержащее два симмет- мерения, МГУ, 1969, с. 188-190.рично расположенных относительно образца З.ВС-НСЧО 1 Ю,В 1 ЮсЮОС Ойдэлектромагнита с обмоткой на каждом сер-о Васоев ВБ 1, Ч 22, М 11, 1958,дечнике, датчик зазора, подключенный к 1029,