Устройство для измерения статическихмагнитных характеристик материалов

О П И С А Н И Е (11)82839ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 07.05,81. Бюллетень Ме 1 УД 317,4 по делам изобретении и открытий(088 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕС МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к устройствам для испытания ферромагнитных материалов на стержневых образцах при намагничивании их в разомкнутой магнитной цепи и может быть использовано для записи петли маг нитного гистерезиса или начальной кривой намагничивания.Известно устройство для измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце при намагничивании в частично 10 замкнутой цепи пермеаметра, содержащее намагничивающее устройство, выполненное в виде пермеаметра, коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля в испытуемом образце, механизм воз вратно-поступательных колебаний со штоком, на котором закреплен коаксиальный датчик индукции и напряженности магнитного поля в образце, а также измерительные приборы электрических напряжений, 20 пропорциональных индукции и напряженности магнитного поля, и генератор, приводящий в действие механизм возвратно-поступательных колебаний 11),Недостаток известного устройства - не возможность при помощи его проводить испытания ферромагнитных образцов при намагничивании в соленоиде или катушках Гельмгольца, В случае использования измерительной системы (датчик, механизм воз вратно-поступательных колебаний) данного устройства при намагничивании образцов в разомкнутой магнитной цепи появляются значительные погрешности, обусловленные неэффективностью экранирования второго конца датчика из-за больших магнитных потоков рассеивания соленоида.Известно устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных материалов при намагничивании стержневых образцов в соленоиде. Данное устройство содержит датчик индукции, выполненный в виде цилиндрической катушки, охватывающей испытуемый образец ферромагнитного материала, намагничивающую катушку-соленоид, внутри которой заключен исследуемый образец, механизм возвратно-поступательных колебаний, генератор низкочастотных колебаний, усилитель-преобразователь, выход которого подключен к вертикальным пластинам осциллографа, к горизонтальным пластинам которого подключен эталонный резистор, включенный последовательно в цепь намагничивающего тока 2. Датчик индукции совершает при помощи механизма возвратно-поступательных колебаний возвратно-поступательные колебания относительно испытуемого образца, расположенного внутри намагничивающего соленоида. При этом в датчике индукции наводитсяЭДС, пропорциональная магнитному потокурассеяния испытуемого образца. Чтобы вдатчике не возникала ЗДС от напряженности намагничивающего поля соленоида, егоразмеры выбраны так, что он весь находится в зоне однородного магнитного полясоленоида.Недостатком прототипа является то, чтоизмерения магнитных характеристик на немвозможны лишь на эллипсоидальных образцах одного типоразмера, изготовление которых на практике весьма затруднительно,а также низкая точность измерений на неэллипсоидальных образцах,Цель изобретения - повышение точностиизмерения.Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее нам агничиваюшийблок, выполненный в виде соленоида, генератор низкочастотных колебаний, связанный с механизмом возвратно-поступательных колебаний, на штоке которого закреплен датчик индукции, эталонный резистори регистрирующий прибор, подключенные кнамагничивающему блоку, и усилитель-преобразователь, подключенный к генераторунизкочастотных колебаний и к датчику индукции, выход усилителя-преобразователяподключен к регистрирующему прибору,снабжено модулятором и последовательносоединенными фазовращателем, усилителемпеременного тока и катушкой, расположенной коаксиально с датчиком индукции, причем выход генератора низкочастотных колебаний подсоединен к входу модулятора,вход модулятора подсоединен к эталонномурезистору, а выход модулятора - к входуфазовращателя,На фиг. 1 представлена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - взаимноерасположение намагничивающего соленоида, испытуемого образца ферромагнитногоматериала, датчика индукции и катушки.Устройство содержит намагничивающийсоленоид 1, датчик 2 индукции, механизм 3возвратно-поступательных колебаний соштоком 4, эталонный резистор 5, включенный последовательно с намагничивающимсоленоидом 1, генератор 6 низкочастотныхколебаний, усилитель-преобразователь 7,регистрирующий прибор 8, Устройство также содержит модулятор 9, фазовращатель10, усилитель 11 переменного тока и катушку 12.На штоке 4 механицизма 3 возвратно-поступательных колебаний закреплен датчик 2индукции в испытуемом образце 13, расположенном соосно с намагничивающим соленоидом 1 и датчиком 2 индукции около еговторого конца, расположенного снаружинамагничивающего соленоида 1. Длина датчика 2 индукции выбрана так, что его второй конец расположен на таком расстоянии, где магнитным потоком рассеяния испытуемого образца можно пренебречь, где В - индукция в сечении образца 13,находящемся под первым концом 35 датчика 2 индукции;Н - напряженность магнитного полясоленоида 1 в месте расположения второго конца датчика 2 индукции.40 Как видно из формулы, часть ЭДС, обусловленная напряженностью, приводит кпогрешности измерения индукции В. Поскольку часть ЭДС, зависящая от напряженности, прямо пропорциональна току, протека- ющему через последовательно соединенныесоленоид 1 и эталонный резистор 5, возникает возможность скомпенсировать ее в общей ЭДС датчика 2 индукции, Для этой цели и служит модулятор 9, фазовращатель 50 10, усилитель 11 и катушка 12. При помощимодулятора напряжение постоянного тока на эталонном резисторе 5 преобразуется в напряжение переменного тока посредством фазовращателя 10, усилителя 11 и катушки 12 и в нужной фазе и амплитуде вводится в датчик 2 индукции. Этим самым осуществляется компенсация составляющей от напряженности в ЭДС датчика 2 индукции.При изменении напряженности намагничи вающего поля соленоида 1 настройка компенсации не нарушается вследствие пропорциональности напряженности току, прохо.дящему через намагничивающий соленоид,Далее ЭДС датчика 2 индукции поступа ет через усилитель-преобразователь 7 на 5 10 15 20 25 30 чеханнзм 3 возвратно-поступательных колебаний приводится в действие от генератора 6 низкочастотных колебаний, для чего выход генератора 6 низкочастотных колебаний подключен к его входу, Выход генератора 6 подключен такхке к управляющим входам усилителя-преобразователя 7 и модулятора 9. Усилитель-преобразователь 7 служит для усиления переменной ЭДС датчика 2 индукции и преобразования с учетом фазы напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Выход усилителя-преобразователя 7 подсоединен к координате 1 двухкоординатного регистрирующего прибора 8, к координате Х которого подсоединен эталонный резистор 5 и выход модулятора 9. Выход модулятора 9 через последовательно соединенные фазовращатель 10 и усилитель 11 переменного тока подсоединен к катушке 12.Устройство работает следующим образом.Намагничивающий соленоид 1 подключают к регулируемому источнику питания (на фиг, 1 не показан). При этом создается постоянное магнитное поле, намагничивающее образец 13, При вибрации датчика 2 индукции относительно образца 13 и магнитного поля соленоида 1 в последнем наводится ЗДС, пропорциональная1:;В - Н,828139 Формул а изобретения Устройство для измерения статических магнитных характеристик материалов, содержащее намагничивающий блок, выполненный в виде соленоида, генератор низко частотных колебаний, связанный с механизмом возвратно-поступательных колебаний, на штоке которого закреплен датчик индукЯ кюом ЮКЛ 7 Юик Составитель Е. Данилинаедактор Л. Ушакова Техред А. Камышникова Корректор О. Тю аказ 923/0 Изд.342 Тир НПО Поиск Государственного комитета СССР по д 113035, Москва, Ж, Раушская нж 749 лам изобре б., д. 4/5 Подписноий и открытий Типография, пр. Сапунова,5Х в координа прибора 8, на координату У которого поступает напряжение с эталонного резистора 5, пропорциональное величине напряженности намагничивающего поля. При непрерывном изменении тока через намагничивающий соленоид 1 на двухкоординатном регистрирующем приборе 8 происходит запись петли магнитного гпстерезиса испытуемого ферромагнитного образца 13.Устройство по сравнению с известным имеет более высокую точность и позволяет проводить измерения на неэллипсоидальных образцах. ции, эталонный резистор и регистрирующийприбор, подключенные к намагничивающему блоку, и усилитель-преобразователь, подключенный к генератору низкочастотных ко 5 лебаний и к датчику индукции, выход усилителя-преобразователя подключен к регистрирующему прибору, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено модулятором и после 1 О довательно соединенными фазовращателем,усилителем переменного тока и катушкой,расположенной коаксиально с датчиком индукции, причем выход генератора низкочастотчых колебаний подсоединен к управля 15 ющему входу модулятора, вход модулятораподсоединен к эталонному резистору, а выход модулятора - к входу фазовращателя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ЧССР810079, кл. 21 е, 37/10,1970.2. Лвторское свидетельство СССР по заявке2735019/21, кл, Сз 011 с, 33/12, 1979.