Устройство для измерения магнитных характеристик материалов

(19) (11) 1)5 601 ВЗЗ 12 БРЕТЕН ескии инсбатенко ин. А. Нестеристик по- формы изника, 1980,змерение еменныхИзд-во о схемотехМир, 1983,б- агэтого момента стоятельство, ч ниченности пе материала набл Ого В =,и ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(72) М, В. Ланкин, Н, И, Гор9. В. Гречихин и Д, Д. Савв6) Васильев В, ВМихайлов Юрин В. А. и др. Контроль характестоянных магнитов сложнойматериалов Я - Со. - ЭлектротехЬ 4, с. 55-57.Ягола Г. К., Спиридонов Р. В,ь)агнитных характеристик совмагнитотвердых материалов.стандартов, 1989, с. 121, 7.Хоровиц П., Хилл У. Искусствники, в 2-х томах. Пер, с англ, М.:т. 1,598, т,2. 590 с,Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для кОнтроля магнитных характеристик магнитных материалов на образцах в разомкнутой магнитной цепи,Целью изобретения является повышение производительности процесса испытания, за счет автоматизации процесса настройки коэффициента передачи звена с рЕгулируемым коэффициентом передачи,Как видно из выражения (1) и (2) напряженность перемагничивающего поля Не рвна величине собственного размагничивающего поля в момент равенства нулю напряженности магнитного поля внутри испытуемого образца, т,е. в точке, соответствующей остаточной намагниченности магнитного материала М из которого изготовлен образец. Для фиксации в процессе перемагничивания испытуемого образца(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: при магнитных измерениях. Сущность изобретения: в процессе перемагничивания испытуемого образца по равенству остаточной индукции и произведения магнитной постоянной вакууме и остаточной намагниченности в устройстве фиксируется момент равенства нулю внутреннего поля образца. В этот момент осуществляется запоминание размагничивающего фактора образца, после чего регистрирующий прибор автоматически фиксирует зависимость намагниченности материала образца от величины приложен ного поля, 2 ил,ожно использовать то в точке остаточной нам и гистерезиса магнитнюдается равенство: где Вг - величина остаточной индукции характеристики В(Н) магнитного материала. В этой связи указанная выше цель достигается тем, что Ь устройство для измерения магнитных характеристик материалов, содержащее намагничивающее устройство, к выходу которого последовательно подключены намагничивающая система и измерительный преобразователь напряженности внешнего магнитного поля, измерительный преобразователь намагниченности испытуемого образца, состоящий из измерительной и компенсирующей обмоток, 1803893интегратор, подключенный к выходу измерительного преобразователя намагниченности, регистрирующий прибор, усилитель, подключенный к выходу измерительного преобразователя напряженности, сумматор, первый вход которого подключен к выходу усилителя, а выход к первому входу регистрирующего прибора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, звено с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а первый вход к выходу интегратора дополнительно введены делитель, запоминающее устройство, второй интегратор, схема сравнения, звено с постоянным коэффициентом передачи, причем вход второго интегратора подключен к выходу измерительной обмотки, первый вход делителя подключен к выходу усилителя, а второй к выходу первого интегратора, вход звена с постоянным коэффициентом передачи, подключен к выходу второго интегратора, а выход к первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу первого интегратора, первый вход запоминающего устройства подключен к выходу схемы сравнения, а второй - к выходу делителя. кроме того, звено с регулируемым коэффициентом передачи выполнено в виде умножителя на второй вход которого подается напряжение с выхода запоминающего устройства, пропорциональное требуемому коэффициенту передачи,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков: делителя, запоминающего устройства, схемы сравнения, второго интегратора, звена с постоянным коэффициентом передачи, формы выполнения звена с регулируемым коэффициентом передачи и связями новых блоков с остальными элементами схемы. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна",Сравнение технического заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что делитель, запоминающее устройство, схема сравнения, интегратор, звено с постоянным коэффициентом передачи широко известны.Однако, при их введении в укаэанной связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство измерения характеристик магнитных материалов вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к повышению быстродействия процесса испытания - это позволяет сделать вывод о соответствии технического критерию "существенные отличия",5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения магнитных характеристик материалов; на фиг. 2 - участок петли гистерезиса магнитного материала, из которого изготовлен испытуемый образец, как зависимости индукции В и намагниченности М от напряженности внутреннего и внешнего магнитных полей,Устройство для измерения характеристик магнитных материалов (фиг, 1) содержит намагничивающее устройство (блок) 1, к выходу которого последовательно подключены намагничивающая система 2 и измерительный преобразователь 3 напряженности внешнего магнитного поля, измерительный преобразователь намагниченности испытуемого образца 4, состоящий из измерительной 5 и компенсирующей 6 обмоток, первый интегратор 7, подключенный к выходу измерительного преобразователя намагниченности, регистрирующей прибор 8, усилитель 9, подключенный к выходу измерительного преобразователя напряженности 3, сумматора 10, первый вход которого подключен к выходу усилителя 9, а выход к первому входу регистрирующего прибора 8, второй вход последнего подключен к выходу первого интегратора 7, звено 11 с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого подключен ко второму входу сумматора 10, а первый вход к выходу первого интегратора 7, Кроме того, устройство содержит делитель 12, запоминающее устройство (блок) 13, второй интегратор 14, звено 15 с постоянным коэффициентом передачи, схема (блок) сравнения 15, причем вход второго интегратора 14 подключен к выходу измерительной обмотки 5, первый входделителя 12 подключен к выходу усилителя 9, а второй к выходу первого интегратора 7 вход звена 15 с постоянным коэффициентом передачи, подключен к выходу второго интегратора 14, а выход к первому входу схемы сравнения 16 второй вход которой подключен к выходу первого интегратора 7 первый вход запоминающего устройства 13 подключен к выходу схемы сравнения 13, а второй к выходу делителя 12, а звено 11 с регулируемым коэффициентом передачи выполнено в виде умножителя на второй вход которого подается напряжение с выхода запоминающего устройства 13, пропорциональное требуемому коэффициенту передачи.Устройство работает следующим образом,Испытуемый образец 4 перемагничивается по предельной петле гистерезиса поддействием внешнего магнитного поля, создаваемого намагничивающей системой 2 под действием тока, поступающего с выхода5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 намагничивающего устройства 1, ИзмеритЕльная информация о скоростях изменения намагниченности и индукции испытуемого образца 4 поступает на входы первого 7 и второго 14 интеграторов соответственно с выходов измерительного преобразователя намагниченности и измерительной обмотки 5, Сигнал, пропорциональный напряженности внешнего магнитного поля, поступает с выхода измерительного преобразователя напряженности 3 на вход усилителя 9. На первый и второй входы делителя 12 подаются напряжения пропорциональные напряженности внешнего магнитного поля и намагниченности образца 4. Выходной сигнал делителя 12 представляет собой частное от деления напряженности внешнего магнитного поля Н, и намагниченности М и подается на второй вход запоминающего устройства 13, На входы схемы сравнения 16 поступают напряжения, пропорциональные намагниченности и индукции, умноженной на коэффициент передачи звена 15 с постоянным коэффициентом передачи, равняющийся 1/,ио ио = 4 рг 10 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума), В момент равенства напряжений на входах схемы сравнения 16 с ее выхода выдается управляющий сигнал на первый вход запоминающего устройства 13 на запОминание напряжения, поступающего на второй вход, Оно пропорционально коэффициенту размагничивания К данного испытуемого образца 4. В результате чего, начиная с этого момента времени у звена 11 с регулируемым коэффициентом передачи подуправлением запоминающего устройства 13 устанавливается коэффициент передачи, равный коэффициенту размагничивания М испытуемого образца 4, В свою очередь сумматор 10, имеющий коэффициент передачи 1 и -1 соответственно по первому и второму входам.Таким образом, регистрирующий прибор фиксирует характеристику магнитного материала М (Н), из которого изготовлен испытуемый образец.Устройства измерения характеристик магнитных материалов могут быть выполнены, например, следующим образом:- намагничивающее устройство 1 в виде источника импульсного магнитного знакопеременного поля;- намагничивающая система 2 в виде соленоида;- измеритель напряженности внешнего магнитного поля в виде шунта;- измерительный преобразователь намагниченности, состоящий из измерительной 4 и компенсирующей обмоток, аналогично описанному в прототипе;- в качестве регистрирующего прибора может быть использован осциллограф или двухкоординатн ый самописец;- делитель 12 и звено 11 с регулируемым коэффициентом передачи можно выполнить на интегральных перемножителях типа К 525 ПС 1;- запоминающее устройство можно выполнить на интегральной схеме К 1100 СК 2;- схема сравнения 16 может быть выполнена на интегральном компараторе типа К 554 САЗ;- звено с постоянным коэффициентом передачи может быть выполнено на операционном усилителе К 140 УД 17. Использование заявляемых устройств измерения характеристик магнитных материалов по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) позволяет производить испытания магнитных образцов с большей производительностью за счет автоматизации процесса постройки звена с регулируемым коэффициентом передачи. Формула изобретения Устройство для измерения магнитных характерйстик материалов, содержащее намагничивающий блок, к выходам которого подключены последовательно соединенные намагничивающая система и измерительный преобразователь напряженности, атакже измерительный преобразователь намагниченности в виде последовательно соединенных измерительной и компенсирующей обмоток, первый интегратор, вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя намагниченности, регистрирующий прибор, усилитель, вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя напряженности, сумматор, первый вход и выход которого подключены соответственно к выходу усилителя и к первому входу регистрирующего прибора, второй вход которого подключен к выходу первого интегратора, звено с регулируемым коэффициентом передачи, выход и первый вход которого подключен к второму входу сумматора и выходу первого интегратора соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено делителем, запоминающим блоком, вторым интегратором, звеном с постоянным коэффициентом передачи и блоком сравнения, при этом вход второго интегратора подключен к выходу имерительной обмотки, входы делителя подключены к выходу усилителя и выходу первого интегратора, вход и выход звена с постоян1803893 5 Составитель М.Ланк Техред М,Моргентал едактор Т.Куркова авцова орректо аказ 1056 ВНИИП Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 й комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 зводственно-издат ным коэффициентом передачи, подключены соответственно к выходу второго интегратора и первому входу блока сравнения, второй вход которОго подключен к выходу первого интегратора, первый и второй входы запоминающего блока подключены к выходу блока сравнения и выходу делителя, соответственно к второму входу звена с регулируемым коэффициентом передачи 5 подключен выход запоминающего блока.