Устройство для измерения магнито-стрикции

Сова Советскнв Социалистических Республик(51)М. Кл з с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 01 й 33/18 ГосударстаекныЯ вомнтет СССР по дявм изобретевкЯ и открыткЯ(84) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТОСТРИКЦИ ли недостат оэможност в постоян итострикц тавляющей ционного менном ма о Принципиальным ства является нев ния статической нитном поле) магн же постоянной сос кого магнитострик (измерения в пере поле),Известно также жащее последовате тензометрический ом уст измер ом маг и, а т динами роцесс нитном с 2 устройство, содер.ьно соединенныйост, включающий 3 Изобретение относится к технике магнитных измерений, а именно к прямому измерению статистической и динамической магнитострикционной деформации ферромагнитных материалов.устройство может быть использовано для контроля и нормирования магнитост-. рикционных характеристик электротехнических сталей в металлургической и электрорадиотехниче кой промышлен ности, а также в научных исследованиях.Известно устройство для измерения магнитострикции ( , содержащее измерительный преобразователь (датчик) 5 генераторного типа (индукционный и пъеэокерамический), интегратор, усилитель и индикатор 11 . 2 в себя источник питания и собственно мост, составленный из рабочих датчиков - тензорезисторов и компенсационных тензорезисторов, и усилительно-преобразовательное звено,состоящее из усилителя, детектора,фильтра низкой частоты и измерительного прибора 121.Принципиальным недостатком указанного устройства является большая методическая погрешность и локальность измерения магнитострикции, а также низкая производительность при измерениях 1, связанная с длительностью процесса приклеивания датчика, а также возможность использования датчика только один раэ.Цель изобретения - пот.гашение производительности и точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения магнитострикции, содержащее пермеаметр с замыкающим образец ферромагнитным ярмом и последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок, измерительный усилитель, первый фильтр низкой частоты, фазочувствительный демодулятор, второй фильтр частоты, детекторный блок и индика 798655Устройство снабжено двумя бесконтактными индуктивными датчиками 17, включенными по дифференциальной схеме на вход компенсационно-балансиро" вочного блока 8. В зазоре между ука" занным датчиком расположена задающая пластина 18, сочлененная с испытуемым образцом 3. Для обеспечения надежного взаимодействия с образцом 55 60 задающая пластина 18 снабжена средством сочленения ее с образцом, например немагнитным пружинным фиксатором 19. Для повышения производительности при сопряжении задающей пласти тор, а также генератор несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно,балансировочного блока, а второй выход " через фазорегулятор со вторым входом Фазочувствительного демодулятора, снабжено немагнитной опор 5 ной плитой под образец с Ферромагнитными вставками, двумя бесконтактными индуктивными датчиками, включенными .по дифференциальной схеме на вход компенсационно-балансировочного блока, и задающей пластиной, расположенной в зазоре между укаэаннымидатчиками и сочлененной с испытуемымобразцом. Кроме того, задающая пластина выполнена из ферромагнитного ма териала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы и Снабжена пружинным фиксатором из немагнитного материала, жестко соединенным с задающей Щ пластиной.На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство.Устройство для измерения магнитострикции содержит пермеаметр, состоя щий из намагничивающей обмотки (соленоидов) 1, ферромагнитного ярма 2, замыкающего испытуемый образец З,обмотку 4 для измерения индукции образца 3 и электромагнитного экрана 5. Для установки образца предусмотрена немагнитная опорная плита 6 и неподвижный зажим 7 для обеспечения крепления образца 3 к плите 6. Для обеспечения связи торцов ярма 2 с образцом в указанной опорной плите 6 выполнены окна или ферромагнитные вставки.Устройство содержит также последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок 8, измери О тельный усилитель 9, первый Фильтр 10 низкой частоты, фаэочувствительный демодулятор 11, второй фильтр 12 низкой частоты, детекторный блок 13 и индикатор 14. Кроме того имеется генератор 15 несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно-балансировочного блока 8, а второй выход - черезфазорегулятор 16 со вторым входомФазочувствительного демодулятора11. ны 18 с образцом фиксатор 19 соединен с задающей пластиной 18 жестко.Задающая пластина 18 выполнена из Ферромагнитного материала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы, например из Феррита марки КН.Работа удтройства заключается в следующем.Индуктивные датчики 17 образуют дифференциальную систему и включены в два последних плеча мостовой схемы компенсационно-балансированного блока 8, запитанной напряжением высокой частоты (5 кГц) от генератора 15. В блоке 8 осуществляется балансировка мостовой схемы по активной и реактивной составляющим.За счет перемещения задающейпластины 18, вызванного магнитострикцией образца, изменяется индуктивность датчиков 17 таким образом,что индуктивность одного датчика растет, в то время как индуктивность другого уменьшается. Происходит разбаланс предварительно уравновешенной мостовой схемы блока 8, и сигнал наего выходе пропорционален сумме изменений индуктивностей, Усилителем 9 сигнал усиливается и через первый фильтр 10 низкой частоты поступает на фазочувствительный демодулятор 11. Первым фильтром 10 низкой частоты подавляются высокие гармоники несущей частоты, которые возникают прииспользовании индуктивных датчиков 17 и затрудняют уравновешивание мостовой схемы. Демодулятор 11 управляется генератором 15 несущей частоты через Фазорегулятор 16, последний обеспечивает одинаковую фазу напряжений на усилителе 9 и на демодуляторе 11. Вторым фильтром 12 низкой частоты сигнал корректируется с целью подавления имеющегося после демодуляции остатка несущей и ее высших гармоник. Демодулированный и обладающий правильным знаком сигнал поступает на детекторный блок 13, и в зависимости от режима работы последнего индикатором 14 измеряетсявеличина статической либо динамичес" фкой магнитострикции.Универсальность детекторного блока и устройства позволяет также проводить измерения постоянной составляющей, эффективного значения, положительного и отрицательного пиковых значений динамической магнитострикционной деформации.Основным преимуществом предлагае" мого устройства являются высокая чувствительность и линейность, осу" щестзляемые эа счет выбора специаль-. ной падающей пластины иэ Ферромагнитного материала с оптимальным соотношением магнитной проницаемости (Рнач= 400) и коэрцитивной силыЭакаэ 10020/57 Тираж 74 3 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5(Н 64 А/м), малое статическое и динамическое воздействие измерительного преобразователя на исследуемый. образец (полоска 400 к 30 х(0,28- 0,50) мм электротехнической стали), так как задающая пластина с пружин" ным фиксатором имеет массу не более 1,6 г. Измерительный преобразователь нечувствительный к вибрациям попвреч" ного направления и может градуироваться как статическим так и динамическим путем. Как измерительный преобразователь дифференциального типа, он обладает большей помехоэащиценностью. Так как датчики преобра" эователя включены в два соседние плеча моста, одинаковое изменение каких либо параметров катушек датчиков не вызывает сигнала на выходе моста.Это свойство является особенно важным, так как в условиях испытаний измерительный преобразователь подвер О гаетсявоздействию постоянного либо переменного магнитного поля.Ввиду наличия экрана 5 можно беэ поправок проводить измерения магнитострикции электротехнических сталей вплоть до индукции насыщения. 1. Устройство для измерения магнитострикции, содержащее пермеаметр с замыкающим образец ферромагнитным ярмом и последовательно соединенные компенсационно-балансировочный блок, измерительный усилитель, первый фильтр низкой частоты, фазочувствительный демодулятор, второй фильтр низкой частоты, детекторный блок И индикатор, а также генератор несущей частоты, первый выход которого связан со вторым входом компенсационно-балансировочного блока, а второй выход - через Фазорегулятор со вторым входом фазочувствительного демодулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений оно снабжено немагнитной опорной плитой под образец с ферромагнитными вставками, двумя бесконтактными индуктивными датчиками, включенными по дифФеренциальной схеме на вход компенсационно-балансировочного блока, и задающей пластиной, расположенной в зазоре между укаэанными дат" чиками и сочлененной с испытуемым образцом.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что заданная пластина выполнена из Ферромагнитно" го материала с оптимальным соотношением начальной магнитной проницаемости и коэрцитивной силы и снабжена пружинным Фиксатором из немагнитного материала, жестко соединенным с задающей пластиной. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Е 1 е 1 ссгойеспп. саэор., 1867,18, М 2, с. 81-100. 2. Авторское свидетельство СССР Р 536450, кл. О 01 В 33/18, 1973.