Устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

Сфвз Советских Сфциепистичесиих Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 558235 (22) Заявлено 150179 (21) 2712606/18-21 51)М, Кл,3 Сю 01 и 33/028 с присоединением заявки Нов Государственный коиятет СССР оо делам нзобретеннй и открытий(71) Заявитель Отдел физики неразрушающего контроля Академии наук Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОИГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к области магнитометрии; в частности к испытанию и измерению магнитных характеристик ферромагнитных материалов в стационарных магнитных полях, и может быть использовано для измерения намагниченности.В основном авт.Свид. Р 558235 описано устройство для измерения статических магнитных характеристик фер ромагнитных материалов, содержащее намагничивающую катушку и измерительную катушку, подключенную через синхронный детектор к входу регистратора, другой вход которого через намаг ничивающую катушку связан с выходом регулируемого источника постоянного тока, а также последовательно соединенные генератор управляющего напряжения, связанный с вторым входом син хронного детектора, и механизм угловых колебаний, причем измерительная катушка выполнена в виде прямоугольной рамки, плоскость витков которой параллельна направлению намагничива ющего поля и оси механизма угловых колебаний, а большая сторона измерительной катушки, совпадающая с направлением намагничивающего поля, выбрана из условия А/Ь,10, где А -. 30 большая сторона измерительной катушкиЬ -меньшая сторона измерительнойк атушки (1,Однако это устройство имеет значительную погрешность измерений в сильных магнитных полях. Эта погрешностьобусловлена тем, что в указанных магнитных полях вектор намагниченностине совпадает с продольной осью образца. В частности, при стремлении величины магнитного поля к бесконечностивектор намагниченности будет связанс магнитным полем и оставаться неподвижным. Практически, вышеприведенноеявление в сильных магнитных полях при-,водит к тому, что с увеличением магнитного поля ЭДС в измерительной катушке устройства начинает уменьшаться,в то время как величина намагниченности возрастает, приближаясь к величиненамагниченности насыщения.Цель изобретения - повышение точности измерений.До:тигается это тем, что устройство для измерения статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее намагничивающуюкатушку и измерительную катушку, подключенную через синхронный детекторк входу регистратора, другой вход которого через намахнич.".ающую катушку связан с выходом регулируемого источника постоянного тока, а также последовательно соединенные генератор управляющего напряжения, связанный с вторым входом синхронного детектора,) И механизм угловых колебаний, причем 5 измерительная катушка выполнена в виде прямоугольной рамки, плоскость витков которой параллельна. направлению намагничивающего поля и оси механизма Угловых колебаний, а большая сторона 10 измерительной катушки, совпадающая с направлением намагничивающего поля,двыбрана из условия - ), 10, где А - большая сторона измерительной катушки,-меньшая сторона измерительной 5 катушки снабжено последовательно соединенными дополнительной измерительной катушкой и усилителем, выход которого соединен с одним из входом синхронного детектора, причем дополнительная измерительная катушка, плоскость витков которой параллельна плоскости витков измерительной катушки, расположена вблизи центральной части образца, а размер ее стороны вдоль продольной оси образца меньше 1/3 25 длины образца.На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства, на Фиг. 2 - принципиальная схема расположения иэмери- Щ тельной и дополнительнс . катушек,Устройство для измерений статических магнитных характеристик содержит намагничивающую катушку 1, механизм 2 угловых колебаний, регулируемый ис- З точник 3 постоянного тока, генератор 4 управляющего напряжения, синхронный детектор 5, измерительную катушку б, эталонный резистор 7, регистратор 8, например двухкоординатный самописец, ось 9, образец 10, дополнительную иэ О мерительную катушку 11 и усилитель 12, Намагничивающая катушка 1 эапитывается постоянным током от регулируемого источника 3 постоянного тока. Для этого выход регулируемого источника 3 пос 45 тоянного тока соединен с намагничивающей катушкой 1, последовательно с которой включен эталонный резистор 7, с которого на вход Х регистратора 8снимается падение напряжения, пропор- ц) циональное величине намагничивающегололя. На оси 9 механизма 2 угловых колебаний закреплен образец 10, ориентированный своей длинной осью вдоль направления намагничивающего поля и расположенный симметрично относительно больших сторон измерительной катушки б и дополнительной измерительной катушки 11. Измерительная катушка б и дополнительная измерительная катушка 11 расположены вблизи образца ,60 10 так, что плоскость их витков параллельна плоскости, образованной осью колебаний и направлением намагничивающего поля. Ось 9 механизма 2 угловых колебаний расположена перпендику лярно направлению намагничивающего поля, Большая сторона измерительной катушки б совпадает с направлением намагничивающего поля и выбрана из условия - ) 10, где А - большая, аМб -меньшая стороны измерительной катушки. Большая сторона дополнительной катушки 11 меньше 1/3 длины образца. Дополнительная измерительная катушка 11 расположена вблизи центральной части образца. Выход измерительной катушки б соединен с входом синхронного детектора 5, выход которого подсоединен к входу У регистратора 8. Выход генератора 4 управляющего напряжения подсоединен к управляющему входу синхронного детектора 5 и механизму 2 угловых колебаний. Дополнительная измерительная катушка 11 подсоединена к входу усилителя 12, а выход усилителя 12 соединен с входом синхронного детектора 5.Устройство работает следующим образом. На оси 9 механизма 2 угловых колебаний закрепляют испытуемый образец 10. Механизм 2 угловых колебаний приводится в действие от генератора 4 управляющего напряжения, при этом образец 10 совершает периодические угловые колебания с небольшой амплитудой (порядка 0,5 ). В результате этого в измерительной катушке б и дополнительной измерительной катушке 11 индуктируются переменные ЭДС. Напряжение с дополнительной катушки 11 после усиления усилителем 12 вычитается на входе синхронного детектора 5 из напряжения, поступающего с измерительной катушки б. Разность напряжений детектируется синхронным детектором 5 и подается на входУ регистратора 8, на вход которого подается напряжение,пропорцоиальное величине намагничивающего поля .Благодаря описанному расположению и размерам дополнительной измерительной катушки 11 в ней индуктируется ЭДС пропорциональная лишь углу отклонения вектора Намагниченности образца от его продольной оси. Эта ЭДС усиленная усилителем 12, компенсирует на входе синхронного детектора 5 составляющую ЭДС измерительной катушки б,об - , условленную отклонением вектора намаг-. ниченности от прдольной оси образца .Данное устройство позволяет существенно повысить точность измерений и производить исследования намагниченности в более широком диапазоне магнитных полей.Формула изобретенияУстройство для измерения статических магнитных характеристик по авт. свид М 558235, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными дополнительной измерительной катушкой и усилителем ,выход которого соединен с одним иэ785817 Составитель С, ЛунинскаяТех е Н, Г аб Ко екто С, Ромак Тираж 019 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва Ж"35 Ра сная наб. . 4 5 Филиал ППП Патейт , г. ужгород, .Ул. Проектнаявходов синхронного детектора, причемт дополнительная измерительная катушка, плоскость витков которой параллельна плоскости витков измерительной катушки, расположена вблизи центральной части образца, а размер ее стороны вдоль продольной оси образца меньше1/3 длины образца.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 558235, кл. Я 01 Й 33/02, 1976.