Способ определения статических магнитных характеристик феррообразцов и устройство для его осуществления

(19) 111) С 0133 Ч фч.;чИЯ 1" ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ му гист торого откл от его знач не превышает з этом начал магничиван хожнамииктического и истерезиснь ния с ии азца; измея пр Кр 2. й посзначе т ти Устр статическихферрообраз ов, содержаще ов, последова версивный сче преобраэовател ти, намагничи тор импуль диненные р аналоговый ельно соечик, цифроь, усилиающую обмооследоваль мощно у, этало ельно со ыи резистор,иненные измер ель отку, интегратор и р стратор ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Владимирский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР Р 920598, кл, С 01 К 33/12, 1982.Шикин А,Я. Автоматические магнитоизмерительные системы, М,: Энергия, 1977.Авторское свидетельство СССР Р 901957, кл. С 01 К 33/12, 1982.Шило В,Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Сов. радио, 1979, с. 208,Справочник по интегральным микросхемам. Под ред. Б.В. Тарабрина М.: Энергия, 1981.(54) СПОСОБ ОПРЕЛЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРООБРАЗ 1 ОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУПЕСТВЛ НИЯ,(57) 1. Способ определения статических характеристик феррообразцов, включающий воздействие на феррообразецпеременного магнитного поля, последовательно уменьшение частоты подмагничивания и регистрацию гистерезисных циклов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличенияскорости измерений статических магнитных характеристик феррообразцов,предварительно орпеделяют коэрцитивную силу на постоянном токе, затемдля каждой частоты подмагничиванияопределяют динамическую коэрцитивную силу, а статическую характеристику находят по зарегистрированисному циклу, для коение коэрцитивной силы ия на постоянном токе аданнои величины, при значение частоты пер выбирают из услови дик,иудаинтегральная оценка р ческого глов 1- коэффициент, учитывающформу сечения феррообркоэффициент формы ЭЛСрительной обмотки;относительная магнитнаницаемость и удельнаятропроводность феррообсоответственно;- толщина и объем феррооца соответственно,особ по п. 1, о т л и ч а ю я тем, что коэрцитивную сил янном токе определяют по размагничивающего тока в аксимума обратимой проницае йство для определения магнитных характеристи(2) 25 30 35 40 45 50 где К,55 О - дифференциальная магнитнаяпроницаемость,Из выражения (1) следует, что в точке коэрцитивной сили, где дифференциальная магнитная проницаемость максимальна,Нщ принимает минимальное значение, что соответствует максимуму методической погрешности регистрации.Таким образом, в данной точке на О.блюдается максимальное различие между зарегистрированными характеристиками и собственно статическими, в остальных точках гистерезисного цикла погрешность регистрации заведомо мень ше Поэтому степень приближения регистрируемой характеристики к статической можно оценить из соотношения ее коэрцитивной силы Н и коэрцитивной силы на постоянном токе 20- Нс Е,где Я - заданная погрешность регистрации.Это позволяет принимать зарегистрированные гистерезисные циклы, удовлетворяющие условию (2), за стати-ческие с методической погрешностью Я,Способ осуществляют следующимобразом.Предварительно определяют коэрцитивную силу феррообразца на постоянном токе, т,е. в статическом режиме намагничивания, путем определения максимума обратимой магнитнойпроницаемости, Обратимая магнитнаяпроницаемость феррообразцаьВай - 0где Ь В и Ь Н - приращения магнитнойиндукции и напряженностиповторяет характер изменения дифференциальной магнитной проницаемости и достигает максимума в точкекоэрцитивной силы, поэтому предварительно доведенный до насыщения феррообразец размагничивают. Импульсыс генератора импульсов через управляемый делитель 2 частоты, коэффициентделения которого установлен счетчиком 13 циклов максимальным, поступают на вход реверсивного счетчика 3,состояние которого преобразуется цифроаналоговым преобразователем 4 иусилителем 5 мощности в значениеразмагничивающего тока в намагничивающей обмотке 6. Одновременно на намагничивающую обмотку 6 подают переменный сигнал от генератора 14 пробного сигнала, амплитуда которого значительно меньше значений размагничивающего тока и не оказывает существенного влияния на динамику процесса. С эталонного резистора 7 через разделительный конденсатор 15 выделяютпеременное напряжение, амплитудакоторого зависит от магнитного состояния феррообразца, В момент,когда размагничивающее магнитноеполе достигает значения коэрцитивной силы, индуктивность намагничиваюшей обмотки 6 становится максимальной, так как максимальна реверсивная магнитная проницаемость, аамплитуда переменного напряжения,следовательно, минимальна . Этотмомент фиксируется блоком 16 определения экстремума, который разрешаетзапись состояния реверсивного счетчика 3, соответствующего значениюкоэрцитивной силы на постоянном токеН, в регистр 11. Кроме этого,блок 16 определения экстремума сбрасывает состояние счетчика 13 циклов,устанавливая минимальный коэффициент деления и тем самым задавая начальную частоту перемагничивания,которую определяют по величине интегральной оценки расхождениядинамических гистерезисных петельот статических в3" -(4)сгде- магнитные потери на вихревые токи,- потери на гистерезис в статическом режиме намагничивания.В свою очередь, 3 выбирают на порядок выше заданной погрешности регистрации с .РВ определяют по формуле Р-КУК, Д 1 о 1 Г (5) коэффициент, учитывающий форму сечения феррообразца, удельная электропроводность феррообразцафкоэффициент формы ЭДС измеРительной обмоткитолщина и объем феррообразца соответственно,(6) бцк, д , рл уаз 8524/48 Тир 7 Подписное Н лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная 5 12050частота перемагничивания,В - амплитуда магнитной индукции,а потери на гистерезис в статическом режиме из выражения где Н - коэрцитивная сила на постосянном токе.Подставив выражения (5) и (6) в (4), определяют начальную частоту перемагничиванияГ где И - относительная магнитная проницаемость. 20Значение намагничивающего тока формируют аналогично процессу размагничивания, В процессе перемагничивания феррообразца нуль-орган 17 определяет моменты достижения магнитным 25 потоком нулевого значения, при которых блок совпадения 12 кодов сравнивает значение коэрцитивной силы на постоянном токе Н , записанное в регистре 11, с состоянием реверсив- зо ного счетчика 3, соответствующим значению коэрцитивной силы Н, текущего гистерезисного цикла.При невыполнении условия (2), проверку которого осуществляют блоком 12 совпадения кодов путем исключения необходимого в зависимости от величины Б количества младших разрядов сравниваемых кодов, счетчик 13 циклов увеличивает свое содержимое на единицу, тем самым уве 87 ьличивая коэффициент деления и, следовательно, уменьшая частоту перемагничивания,При достижении значения частоты перемагничивания, при котором отклонение коэрцитивной силу текущего цикла от ее значения на постоянномтоке не превышает заданной погрешности регистрации Е , блок 12 совпадения кодов включает регистратор 10,который осуществляет запись гистерезисного цикла, соответствующего характеристике с погрешностью Я .В известном техническом решенииотсутствие количественной оценкиметодической погрешности регистрации квазистатических характеристикприводит к необоснованию низким частотам перемагничивания (порядка0,1-0,01 Гц), что снижает скоростьрегистрации и усложняет измерительную аппаратуру из-за повышения требований к ней по чувствительностии стабильности,Введение в предлагаемом способе количественной оценки расхождения регистрируемых при квазистатическом перемагничивании характеристик от собственно статических по отклонениям коэрцитивной силы текущего гистерезисного цикла Нс от ее значения на постоянном токе Нс позволяет однозначно определить частоту перемагничивания, удовлетворяющую необходимой точности регистрации, Это приводит в ряде случаев к значительному повышению рабочих частот перемагничивания (по крайней мере на порядок), что позволяет сократить время испытаний в.3-5 раз.