Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

(22) Заявлено 12,06.80 (21) 2940631/18 - 21с присоединением заявки йв -(51)М. Кл.6 01 а 33 Д 2 4 Ьвударетввввй квивтвт СССР в авлан кввврвтввкв и вткрмтикОпубликовано 3001 82 бюллетень М 4 Дата онубликовання описания 30,01.82 ф(72) Авторы изобретения В, Э. Дрейзин А, Н, Куликов, О. Г. Бондарь; В, В. Клюев, А, П. Дегтерев и В. Ю, Соснин) Заявители Кур ий политехнический инсти институт интроскоп учно-иссле МИЧЕСКИХ АГНИТНЫХДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНА АКТЕРИСТИК ФЕ МАТЕРИАЛОВ омпен Изобретение отнниям и предназначеских магнитныхмагнитных материнайти применениеферромагнитныхпии,осится к магнитнь измер змерения динамиобразцов из ферро. е того, оно может ушающем контроле для структуроско чено для свойств алов. Кро в неразр материал ое10 Известно устройство для измерения динами ческих магнитных характеристик, содержипее источник намагничивающего поля, программн устройство, устройство для выделения напряжений, пропорциональных напряженности маг. нитного поля и магнитнои индукции испытываемого образца, два генератора компенсирующего напряжения, управляемые программным устройством, два компаратора, один вход каждого из которых соединен с источником напряжения, пропорционального либо индукции, либо напряженности магнитного поля, а дру. гой - с соответствующим генератором компен сирующего напряжения, выходы компарато. ров подключены через формирователи импульсов к схеме совпадения, выход которой соединен с управляющими входами преобразователеи аналог.код составляющих к сирующего вектора 1.Недостатками известного устройства явля.ются невысокая точность измерения динами.ческих магнитных характеристик и сложностьнастройки и зксплуатации, что обусловленоналичием большого числа аналоговых узлов,Известно также устройство для измерениямагнитных свойств образцов из ферромагнитных материалов, состоящее из последовательно соединенчых генератора, усилителя, намагничивающей обмотки, резистора, а такжеизмерительной обмотки, интегратора, стробоско.пического смесителя, импульсного цифровоговольтметра и цифропечатающего устройства.Резистор соединен со входом нуль-органа, навторой вход которого подается сигнал с выхода регулируемого источника напряжения,а выход нуль-органа подключен ко входамстробоскопического смесителя, Устройствопозволяет получить информацию о магнитныхсвойствах образцов из ферромагнитных мариалов, в частности о гистерезисной петле в цифровой формеГЙ 3.10 15 го г 5 30 35 40 45 50 55 Недостатки известного устройства такжесостоят в невысокой точности, сложностинастройки и эксплуатации, обусловленных наличием большого числа аналоговых узлов,требующих точной настройки, обладающихвременной и температурной нестабильностью,статической и динамической погрешностями,чувствительностью к помехам.Цель изобретения - повышение точностиизмерения динамических магнитных характеристик,Поставленная цель достигается тем, что вустройство для измерения динамических маг.нитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединен.ные генератор, усилитель, намагничивающуюобмотку и резистор, а также измерительнуюобмотку, интегратор, измеритель выходногосигнала интегратора и цифропечатающий блокдополнительно введены аналоговый ключ,вход которого соединен с измерительной об.моткой, а выход - со входом интегратора,блок формированияи хранения кодов иблок совпадения цифровых кодов, параллель.ные входы которого соединены с выходамиблока формирования и хранения кодов игенератора, выход - с управляющим входоманалогового ключа, а намагничивающая обмот.ка - со вторым входом усилителя,Кроме того, генератор выполнен в видепоследовательно соединенных генераторапрямоугольных импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразователя, а измеритель выходного сигнала интегратора выполнен в видецифрового вольтметра постоянного тока.На чертеже изображена структурная схемаустройства,Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1, счетчика 2, цифроаналогового преобразователя 3, усилителя 4,намагничивающей обмотки 5, токозадающегорезистора 6, измерительной обмотки 7, аналоьового ключа 8, интегратора 9, цифровоговольтметра 10.постоянного тока, цифропечатающего блока 11, блока 12 формированияи хранения кодов. Второй вход усилителя 4подключен к точке соединения токозадающегорезистора 6 и намагничивающей обмотки 5.Входы блока 13 совпадения цифровых кодовсоединены с параллельными выходами блока12 и счетчика 2, а выход - с управляющимвходом аналогового ключа 8,Устройство работает следующим образом.Прямоугольные импульсы заданной частотыс выхода генератора 1 поступают навходсчетчика 2, в котором последовательный цифровой код преобразуется в параллельный,Параллельный цифровой код с выходов счет.чика 2 подается одновременно на входы цифро-аналогового преобразователя 3 и блока13 совладения цифровых кодов, Цифро-аналоговый преобразователь 3 в соответствии споступающим цифровым кодом формируетступенчатое напряжение, периодически изменяющееся по линейному закону, которое черезусилитель 4 подается на намагннчивающуюобмотку 5, последовательно соединенную стокозадающим резистором 6. Напряжение, пропорциональное току, протекающему по намагничивающей обмотке 5 и резистору 6, снимается с последнего и поступает на второй входусилителя 4. Таким образом,.напряженностьполя, создаваемого намагничивающей обмоткой 5, будет пропорциональна току на выходе усилителя 4,При совпадении кодов на выходе счетчика2 и блока 12 формирования и хранениякодов, блок 13 совпадения цифровых кодоввырабатывает сигнал, открывающий аналого.вый ключ 8, и напряжение с выхода измери.тельной обмотки 7 через открытый ключ 8поступает на вход интегратора 9. Блок 13совпадения эа период повторения напряжениянамагничивания срабатывает два раза, такимобразом, аналоговый ключ 8 оказываетсяоткрытым в течение половины периода повто.рения тока намагничивания. В конце полови.ны периода тока намагничивания на выходеинтегратора 9 присутствует постоянное напряжение, пропорциональное измеряемой индукции. Это напряжение фиксируется цифровымвольтметром постоянного тока, и результатотпечатывается цифропечатающим блоком 11.Точность измерений повышается за счеттого, что аналоговый ключ введен на входинтегратора. Благодаря такому включениюинтегратор работает только в течение полупериода, а не всего периода, как в известномустройстве, что значительно снижает погреш.ность, связанную с дрейфом интегратора.Точность измерений повышается также благодаря применению цифрового вольтметрапостоянного тока, который имеет большуюточность, чем импульсный. Соединение резисто.ра со вторым входом усилителя позволяетподцерживать в широком температурномдиапазоне заданную величину тока намагничивания, что также повышает точность измерений,Введение блока формирования и храненияцифровых кодов и схемы совпадения цифровых кодов, во-первых, упрощает настройкуи эксплуатацию установки, так как эти узлыне нуждаются в точной индивидуальнойнастройке, которой требуют аналоговые узлыпрототипа (нуль-орган, стробоскопическийсмеситель, источник регулируемого. напряжения), с помощью этих узлов легко и точно901957 ИИПИ Заказ 1237656 Тираж 718 Подписное пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5задается координата точки измерения, во-вторых, повышает точность выделения сигнала начала и конца измерения, что также увеличивает точность установки в целом, так как аналоговые узль известного устройства рабо тают со значительными статическими и динамическими погрешностями.Выполнение генератора в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсовсчетчика и дифро-аналогового 10 преобразователя позволяет формировать напряжение практически любой формы, высоко- стабильной частоты и амплитуды, что ловы. шает точность измерений и упрощает эксплуа. тацию установки, 15 Формула изобретения 1. Устройство для измерения динамических 20 магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель, намагничивающую обмотку.и резистор, а также измерительную обмотку, интегратор, измеритель вы 25 ходного сигнала интегратора и цифропечатающийблок, отличающеесятем, что, с целью повышения точности измерения динамических магнитных характеристик 1в него дополнительно введены аналоговыйключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой, а выход - со входом интегратора, блок формирования и хранения кодови блок совпадения цифровых кодов, парал.лельные входы которого соединены с выхода.ми блока формирования и хранения кодови генератора, выход - с управляющим входоМаналогового ключа, а намагничивающая обмотка - со вторым входом усилителя,2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что генератор выполнен ввиде последовательно соединенных генератерапрямоугольных импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразователя, а измерительвыходного сигнала интегратора выполнен ввиде цифрового вольтметра постоянного тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ю 3798861кл, 6 01 й 33/12, 1971.2. Авторское свидетельство СССР 1 г 5041601кл. 6 01 В 33/12, 1976,