Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов

(57) Изобре е относится к анию слабомагнитных материалов повышение точности измерения. ройстве д ения. магнитн ель ус.т восля измер сти слаб мысло (К) терт агнитн ии ов коро помощи опорено на подушзм 4 пред из нерабо е и обратно. емента 2 усзолирующий ного ке 3 назн нов а еревода К я в рабоч чен для положе чег На м подвешен подв пле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Колесов Ю.Р., Ивлева И.Н. Авто матические. весы для изучения магнит ной восприимчивости. - ПТЭ. 1973, У 1, с. 217-218.Антипин В.А., Ергин Ю.В. Автожтические весы для измерений магнитной восприимчивости. - ЖФХ. 1978, т. 52, с, 229-231. О ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТВОСТИ СЛАБОМАГНИТНЫХ1 ный элемент пр еобр а зова теля 5 откло - нения и исследуемый образец 6, размещенный в неоднородном ма гнитном поле электромагнита 7 (ЭМ) постоянного тока. Цель достигается тем, что в устройство введены генератор 1 О низкой частоты, модулятор 9 и усилитель 11 мощности, а электромагнитный компенсатор 13 выполнен в ви 285418де неподвижно закрепленного ЭМ 14переменного тока и сердечника (С)15, изготовленного из набора парамагнитных пластин и подвешенногок К 1, при этом один конец С 15 размещен в центре зазора между полюсами ЭМ. Устройство используется вусловиях повышенных магнитных наводок на компенсирующий механизм. 1 ил.Изобретение .относится к испытанию слабомагнитных материалов и может быть использовано для измерения магнитной восприимчивости образцов веществ и материалов силометрическими методами, например, Фарадея или Гуи.Цель изобретения - повышение точности измерения магнитной восприимчйвости образцов в условиях повышенных магнитных наводок на компенсирующий механизм.На чертеже изображено устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов.В устройстве коромысло 1 при помощи опорного элемента (опорной призмы) 2 установлено на подушке 3. Изолирующий механизм 4 предназначен для перевода коромысла 1 из.нерабочего положения в рабочее и обратно, На одном из плеч коромысла 1 подвешен подвижный элемент преобразователя 5 отклонения и исследуемыйобразец 6, размещенный в неоднородном магнитном поле электромагнита 7постоянного тока. Усилитель 8 постоянного тока через модулятор 9, управляющий вход которого соединенс генератором 10 низкой частоты,усилитель 11 мощности и регистратор12 подключен к электромагнитномукомпенсатору 13, выполненному в виде неподвижно закрепленного электромагнита 14 переменного тока и сердечника 15, изготовленного из набора парамагнитных пластин и подвешенного к коромыслу 1 так, что адин егоконец размещен в центре зазора междуполюсами электромагнита 14 .переменного тока, Направление набора парамагнитных пластин ориентировано пер 2пендикулярно направлению силовых линий магнитного поля, создаваемогоэлектромагнитом 14 переменного тока.К коромыслу 1 подвешена также чашка 5 6, предназначенная для размещенияна ней гирь.Устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов работает следующим образом.В исходном положении исследуемыйобразец 6, подвешенный к коромыслу1, размещается на линии симметриимежду полюсами намагничивающегоэлектромагнита 7,постоянного тока.С помощью изолирующего механизма 4переводят коромысло 1 в рабочее поло;жение и уравновешивают массу (вес)исследуемого образца 6 гирями, помещая их на чашку 16. Включают электромагнит 7 постоянного тока и антокомпенсационную схему (преобразователь 5 отклонения, усилитель 8 постоянного тока, модулятор 9, генератор 10 низкои частоты, усилитель 11мощности, регистратор 12, электромагнитный компенсатор 13).Под действием силы, действующейна исследуемый образец 6 со сторонынамагничивающего поля, коромыслоотклоняется от положения равновесия,что приводит к перемещению подвижного элемента преобразователя 5 отклонения. На выходе преобразователя5 отклонения появляется сигнал постоянного тока, пропорциональныйуглу отклонения коромысла 1, которыйусиливается усилителем 8 постоянноготока и поступает на модулятор 9 .40 Последний преобразует сигнал постоянного тока в сигнал переменного тока,;частота которого определяется частотой модулирующего сигнала, поступаю Э 12854 щего на управляюп 1 ий вход модулятора 9 от генератор 10 низкой частоты. Сигнал переменного тока усиливается усилителем 11 мощности и через регистратор 12 поступает на обмотку электромагнита 14 переменного тока компенсатора 13. Между полюсами электромагнита 14 компенсатора 13 возникает переменное магнитное поле. Сердечник,15 компенсатора, изготов ленный из набора парамагнитных пластин, имеет форму вытянутого параллелепипеда. Один его конец размещен в центре зазора между полюсами в зоне однородного переменного магнитноФф го поля со значением индукции В а другой вне полюсов, где значение индукции В в 5-10 раз меньше. На расположенный таким образом сердечник со стороны переменного магнит ного поля будет действовать силапо линии градиента поля, т.е. верти.кально, направленная вниз, так как парамагнетик втягивается в поле. Поскольку инерционность коромысла 1 25 весов достаточно велика, а частота собственных колебаний составляет доли герц, то периодическое изменение значения силы Рс,происходящее без изменения направления ее действия с 30 частотой в несколько десятков герц, не приводит к раскачиванию коромысла 1.В результате взаимодействия сердечника 15 с переменным магнитым35 полем электромагнита 14 компенсатора 13 коромысло 1 весов возвращается в исходное положение, О значении силы, действующей на исследуемый образец 6 со стороны магнитного поля 40 электромагнита 7 постоянного тока, а следовательно, и о магнитной восприимчивости образца 6, судят поэффективному значений переменного тока, протекающего по обмотке элек тромагнита 14 компенсатора 13, которое фиксируется с помощью регистратора 12Переход от сигнала постоянного тока на выходе преобразователя 5 50 отклонения к сигналу переменного тока на выходе модулятора 9 используется для исключения влияния гистерезиса.материала ярма электромагнита 14 компенсатора 13 на уравнове шивающее усилие. Применение переменного тока обеспечивает однозначную зависимость между значениемперемен.ного тока, протекающего через обмот 184ку электромагнита 14, и значениемсилы, действующей со стороны переменного магнитного поля на сердечник 15 компенсатора 13, выполненныйв форме параллелепипеда из наборапластин из латуни, являющейся парамагнетиком и имеющей объемную магнитную восприимчивость порядка 10в единицах СИ (Ж - величина безразмерная) . Собственный магнитный момент сердечника не превьппает-3 г2 10 А.м. , что, по крайней мере,в несколько десятков тысяч раэменьше магнитного момента сердечникакомпенсатора.известных весов, Ярмоэлектромагнита переменного тока компенсатора выполнено иэ набора пластин электротехнической стали. Обмотка электромагнита представляет собой две катушки, намотанные на каркасах. Сила, действующая на парамагнитныйсердечник со стороны магнитного поля, достигающего в зазоремежду полюсами электромагнита компенсатора максимального значения,достаточна для автоматической компенсации изменения веса исследуемогообразца. Преобразователь отклонениякоромысла весов состоит из генераторной катушки, двух приемных, расположенных соосно с генераторной,и якоря, выполненного в виде пологоцилиндра из немагнитного проводящегоматериала и размещенного в кольцевомзазоре между генераторной и приемнойкатушками,Формула изобретений Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов, содержащее электромагнит постоянного тока, коромысло с изолирующим механизмом, механически связанное через преобразователь отклонения с электромагнитом постоянноготока, усилитель постоянного тока, подключенный к выходу преобразователя отклонения, электромагнитный.ком-пенсатор и регистратор, о т л и - ч а ющ е,е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными генератором низкой частоты, модулятором и усилителем мощности, выход которого подключен к регистратору, второй вход модулятора соединен с выходом усилителяЬ постоянного тока, а выход регистратора подключен к электромагнитномуЗаказ 7 б 40/48 . Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. компенсатору, выполненному в виденеподвижного электромагнита переменного.тока и сердечника, из наборапарамагнитных пластин, подвеценного к коромыслу ) п 1)и .3 т (и ли К(н Гсердечника раэмецен в центрезазора между полюсами электромагнита.