Устройство для исследования ферромагнитных материалов

союз соВетскихсоциАлистическихРЕСПУБЛИК ЮС О 1 К 3314 гц 1 8 СБ 7 ь.: 1. ,.Л."й Б зЭ, АНИЯ Н. Ст иков,илипен 8) о СССР 1973,етельст Р. 33 блока 12, и силители 5 амагничиванпя,ертируюший усилзапоминающиечи 13, 16, рег2 ил. н оде петли ги ибка, вызван напряжения ин итывается в с 1 роиствастрирующии орган 14 9,10, клю прибор 15 ГОсудАРстВенный Комитетпо изаБРетениям и отнРцтиями, и гкнт ссс(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к обласмагнитных измерений, в частности кустройствам для определения статиеских магнитных характеристик фер агнитных материалов, и может быть использовано при неразрушающем кон роле их качества. Целью изобретени является повышение точности измеенин. При первом пререзиса выделяется ая дреифом выходногегратора 6. Ошибка гроцессе измерения при втором проходегетли гистерезиса. Указанная ошибкавыдегяется с помощью запоминающегоустройства 2, суммирующего усилителя7 инвергируюшгго усилителя 8 ив начале второго прохода петли гис -терезиса по "игналу с блока 22 распрепелителя импульсов через ключ 1 9подается на входь 1 суммирующего усилителя 8 непосредственно и черезинтегратор 20, В результате напряжение на выходе суммируюшего усилителя8 пропорционально только текущемузначению индукции. Устройство такжесодержит блок 1 намагничивания сиспытуемым образцом 2, блок 3 управления, индукционный дагчик 4 и датчикнапряженности магнитного поляИзобретение относится к областимагнитных измерений, в частности -к устройствам для определения статических магнитных характеристик фер 5ромагнитных материалов, и может бытьиспользовано при неразрушающем контроле их качества,Целью изобретения является повышение точности измерений. 10На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства, на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие принцип его работы.Устройство для исследования характеристик ферромагнитных материаловсодержит блок 1 намагничивания сиспытуемым образцом 2, блок 3 управления, выход которого соединен с входом блока 1 намагничивания, последовательно соединенные индукционныйдатчик 4 блока 1 намагничивания, первый усилитель 5, интегратор 6, инвертирующий усилитель 7 (ИУ), выходкоторого соединен с третьим входом 25суммирующего усилителя 8 (СУ), приэтом выход первого усилителя 5 соединен с входом блока 3 управления,а выход интегратора 6 соединен спервыми входами первого 9 и второго 301 О запоминающих устройств (ЗУ), выходы которых соединены с первым ивторым входами СУ 8 соответственно.последовательно соединенные датчик11 напряженности магнитного поля блока 1 намагничивания и второй усилитель 12, выход. которого соединен свходами первого ключа 13 и нульоргана 14, двухкоординатный регистРирующий прибор 1 5, входы котОРОГО 40соединены соответственно с выходамипервого 13 и второго 16 ключей, авход второго ключа 16 соединен с выходом СУ 8, последовательно соединенные второй суммирующий усилитель 4517, второй инвертирующий усилитель18, третий ключ 1 9 и второй интегратор 20, выход которого соединен счетвертым входом СУ 8, при этом выход третьего ключа 1 9 соединен спятым входом СУ 8, третье запоминающее устройство 21, первый вход которого соединен с выходом ИУ 7, а выход соединен с первым входом второгоСУ 8, второй вход которого соединенс выходом первого ЗУ 9,. блок 22 распределителя импульсов, вход которого. соединен с выходом нуль в орга, апервый, второй, третий выходы соедииены соответственно с вторым входом первого ЗУ 9, с вторым входом второго ЗУ 1 О, с вторым входом третьего ЗУ 21, третий вход блока 22 распределителя импульсов соединены с управляющими входами первого 13, второго 16 и третьего ключей 19 и отключающим входом нуль-органа 14.Устройство работает следующим обра зом.Пусть начальное состояние характеризуется величиной индукции В (точка А на фиг . 2, где пунктирная линия соответствует кривой, которая фиксировалась бы регистрирующим прибором, если бы ключи 13 и 16 были включены в начальный момент (времени). Пусть также интегратор 6 имеет дрейф, что вызывает ошибку ЬВ на выходе устройства, равную ЬВ=1 сйгде Е - коэффициент пропорциональности,- время.Блок 3 формирует требуемый законперемагничивания образца 2, датчики4 и 11 выдают сигналы, пропорциональные соответственно скорости изме.нения магнитной индукции В и напряженности магнитного поля Н, которыеусиливаются усилителями 5 и 1 2. Сигнал датчика 4 после усиления интегрируется интегратором 6.При увеличении напряженности намагничивающего поля от нулевого значения до максимального (+Н ) и затемуменьшении ее до нуля, состояниеобразца 2, которое фиксировалось регистрирующим прибором, будет изме-няться по траектории А-Б-С (фиг .2)В точке С нуль-орган 14 выдает импульс, который пройдет на первыйвыход блока 22 распределителя импульсов и включит первое ЗУ 9, котороеизмерит и запомнит уровень напряжения с интегратора 6. Это напряжениебудет пропорционально расстоянию пооси В от точки А до точки С (фиг.2)т.е. величине+Вг + 1 сТ/2 + Вогде В - остаточная индукция (координата точки С)Т - период перемагничивания.При дальнейшем перемагничивании,т.е. при измерении намагничивающегополя от 0 до значения (-Н ) и снова20 до О, состояние образца будет изменяться по траектории С-Д-Е. В точке Е нуль-орган 14 выдаст сигнал на блок 22 распределителя импульсов, который пропустит его на второй вы 5 ход. По этому сигналу срабатывает второе ЗУ 1 О, которое измерит и запомнит уровень напряжения, пропорциональный величине -В+ 1 сТ + В10 Напряжения с первого ЗУ 9 и второго 10 складываются с масштабным коэффициентом 0,5 в СУ 8. При дальнейшем росте поля до (+Н ). и снижении его до О, магнитное состояние образца будет изменяться по траектории Е-Р-К. В точке К нуль-орган 14 выдаст сигнал, который блок 22 распределителя импульсов направит на третий выход. Этот сигнал включит третье ЗУ 21, которое измерит и запомнит уровень напряжения с выхода ИУ 7. При этом на выходе второго СУ 17 будет напряжение, пропорциональное +В+ 1 сТ/2+ + Во - В - 31 сТ/2 - В, = -1 сТ, со ответственно на выходе второго ИУ 18 будет напряжение, пропорциональное величине 1 сТ. Через. третий ключ 19, открытый сигналом блока 22 распределителя импульсов, это напряжение пройдет на пятый вход СУ 8, где оно будет складываться с коэффициентом 3/4 и подаваться на вход второго интегратора 20, где будет интегрироваться с коэффициентом 1/Т.35В это же время сигнал с третьего выхода блока 22 распределителя импульсов откроет ключи 13 и 16, подготовив регистрирующий прибор 15 к приему окончательной информации и отклю чит нуль-орган 14. В данный момент, на входы СУ 8 будут приходить и складываться с соответствующими коэффициентами напряжения: от первого ЗУ 9, пропорциональное (+В+ 1 сТ/2+ Во)45 от второго ЗУ 10 (-Вп + 1 сТ + В), от третьего ключа 19 (1 сТ), от второго интегратора 20 - О, от ИУ 7 (-В- -31 сТ/2+ Во), Следовательно, на выходе СУ 8 будет напряжение, пропорциональное величине (В+ 1 сТ/2 + В -В + 1 сТ + В,) /2, 31 сТ/4 + 0 -В - 31 сТ/2 - Во = В.Поэтому точка К, соответствующая состоянию без компенсации дрейфа, пе.55 рейдет в скорректированную точку К, реальной диаграммы, с которой и начнется регистрация реальной кривой перемагничивания (сплошная линия на фиг.2). Компенсация дрейфа интегратора 6 в процессе измерения осуществляется следующим образом. Второйинтегратор 20 интегрирует напряжениес третьего ключа 1 9, т.е. напряжениена выходе интегратора 20 равнот(1/Т)1 стдг. = 1 ст.оЭто напряжение суммируется СУ 8с напряжением е выхода ИУ 7, равным(-В - 1 сТ), следовательно, на выходеСУ 8 будет напряжение, пропорциональное только текущему значению индукции В (постоянные значения напряжения на прочих входах СУ 8 в данноевремя компенсирует постоянные началь"ные погрешности),Применение предлагаемого устройства позволит повысить точность измерений магнитных параметров ферромагнитных изделий. Это имеет значение при неразрушающем контроле изделий, особенно тогда, когда измеренныйпараметр, по которому делается заключение о качестве продукции, изменяется в небольших пределах,Формула изобретенияУстройство для исследования ферромагнитных материалов, содержащее блок намагничивания, блок управления, выход которого соединен с входом блока намагничивания, последовательно соединенные индукционный датчик блока намагничивания и первьп усилитель, выход которого соединен с входами интегратора и блока управления, первое и второе запоминающие устройства, первые входы которых соединены с входом инвертирующего усилителя и выходом интегратора, а их выходы соединены с первым и вторым входами суммирующего усилителя соответственно, третий вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, последовательно соединенные датчик напряженности магнитного поля блока намагничивания и второй усилитель, выходкоторого соединен с входами нуль-органа и первого ключа, регистрирующий прибор, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, а вход второго ключа соединен с выходом суммирующего усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено третьим запоминающим устройством, вторым суммируюГ Составитель В. ГруздевРедактор В. Бугренкова Техред Л.Олийнык, Коррект Васильев Тираж 71 аказ 2360/46НИИПИ Государственного113035,одписное оьитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 рои 5 1 478 щим усилителем, вторым инвертирующим усилителем, третьим ключом, вторым интегратором и блоком распределителя импульсов, при этом второй сумми-. рующий усилитель, второй инвертирующий усилитель, третий ключ и второй интегратор соединены последовательно, выход второго интегратора соединен с четвертым входом суммирующего усилителя, пятый вход которого соединен с выходом третьего ключа, первый вход третьего запоминающего устройства соединен с выходом инвертирующего усилителя, а выход третьего запоминающего устройства соединен с первым входом второго суммирующего усили 76 6теля, второй вход которого соединенс выходом первого запоминающего устройства, вход блока распределителяимпульсов соединен с выходом нульоргана, первый выход блока распределителя импульсов соединен с вторымвходом первого запоминающего устройства, второй выход блока распределителя импульсов соединен с вторым входом второго запоминающего устройства, а третий выход блока расгределителя жпульсов соединен с вторым входом третьего запоминающего устройства, с управляющими входами первого,второго, третьего клочей и управляющим входом нуль-органа,