Способ измерения коэрцитивной силы реманенца

О П И С А Н И Е п 54 г 15 зИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 26.04,77(51) М, Кл,е б 01 В 33/12 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Владимирский политехнический институт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ РЕМАНЕНЦАИзобретение относится к магнитным измерениям,Известен способ измерения коэрцитивной силы Реманенца, основанный на использовании эффекта Баркгаузена в ферромагнитных материалах 11 .Этот способ измерения не дает необходимой точности, так как при линейном изменении тока в намагничивающей цепи интенсивность скачков Баркгаузена на участках петли гистерезиса различна, что приводит к наложению их друг на друга на участках с большей интенсивностью.Цель изобре гения - повышение точности измерения коэрцитивной силы Реманенца и упрощение процесса измерения - достигается тем, что при измерении коэрцитивной силы Реманенца ферромагнитных материалов, основанном на использовании эффекта Баркгаузена, заключающемся в том, что исследуемый образец намагничивают, уменьшают напряженность магнитного поля до значения, при котором измеряют ток в намагничивающей цепи, соответствующий коэрцитивной силе Реманенца, исследуемый образец перемагничивают по предельному циклу петли гистерезиса в режиме, при котором интенсивность скачков Баркгаузена постоянна во времени, измеряют время полного перемагничивания на восходящей ветви петли гистерезиса, уменьшают напряженность поля в течение времени, равного половине полного времени перемагничивания, и измеряют ток в намагничивающей 6 цепи, по которому судят о коэрцитивной силеРеманенца.На фиг. 1 - 3 представлены схемы устройств дляизмерения коэрцитивной силы Реманенца данным способом.10 На фиг. 1 представлена функциональная схемаустройства, в котором постоянная интенсивность скачков Баркгаузена достигается вручную, Так как намагничивание и размагничивание ферромагнитных материалов продолжается 100 - 500 сек, 15 оператор может поддерживать режим постояннойинтенсивности скачков Баркгаузена вручную с помощью потенциометра.Устройство состоит из источника тока 1, усилителя мощности 2 первичного преобразователя с иэго мерительной и намагничивающей обмотками, усилителя 3, порогового устройства 4, формирователя импульсов 5, интегратора 6, дифференцирующего устройства 7, регистрирующего устройства 8 и потенциометра 9.Совокупность функциональных узлов усилите 542155ля 3, порогового устройства 4 и формирователя импульсов 5 представляет собой блок выделения скачков Баркгаузена (БВСБ), а совокупность узлов интегратора 6 и дифференцирующего устройства 7 - блок выделения интенсивности скачков Баркгаузена (БВИСБ).Работа устройства делится на два цикла, По первому циклу оператор, вращая ручку потенциометра 9, подбирает такую скорость нарастания тока в намагничиваюшей цепи, при которой регистрирующее устройство показывает неизменную величину. Покажем, что регистрирующее устройство отражает интенсивность скачков Баркгаузена. При изменении тока в намагничивающей цепи магнитное состояние исследуемого образца изменяется как плавно, так и скачкообразно. В результате скачкообразного изменения намагниченности в измерительной обмотке первичного преобразователя индуцируются импульсы э.д.с., которые усиливаются и через пороговое устройство поступают на формирователь импульсов, Отсюда импульсы по. стоянной амплитуды и длительности поступают на интегратор, выходное напряжение которого пропорционально частоте следования (интенсивности) скачков Баркгаузена. Сигнал, пропорциональный скорости изменения напряжения интегратора, выделяется на выходе дифференцирующего устройства. Время полного намагничивания измеряется.Второй цикл - размагничивание, В этом случае оператор уменьшает ток в намагничивающей цепи (поддерживая постоянной интенсивность) за время, равное половине полного времени намагничивания, и таким образом определяет момент измерения напряженности магнитного поля, которая соответ. ствует при этом коэрцитивной силе Реманенца.На фиг, 2 представлена функциональная схема устройства, которое позволяет автоматизировать описанную последовательность операций.Устройство состоит из усилителя мощности 10, интегратора 11, первичного преобразователя с измерительной и намагничивающей обмотками 12, блока выделения скачков Баркгаузена 13, блока выделения интенсивности скачков Баркгаузена 14, вычитающего устройства 15, блока управления 16, ключей 17 - 19, измерителя времени 20, запоминающего устройства 21 делителя "на два" 22, устройства сравнения 23, измерителя напряженности поля 24,Работа устройства заключается в следующем. По первому циклу испытания блок управления 16 через открытый ключ 19 выдает положительное напряжение на вычитаюшее устройство 15, посьшает сигнал на измеритель времени 20 и открывает ключ 17. Сигнал с вычитающего устройства через интегратор 11 подается на усилитель мощности 10, к выходу которого подключена намагничиВающая обмотка первичного преобразователя. Начинается намагничивание. Работа блока выделения скачков Баркгаузена (БВСБ) и блока выделения интенсивности скачков (БВИСБ) описана выше. Напряжение с БВИСБ, пропорциональное интенсивности скачков Баркгаузена, подается на вычитающее устройство 15, сравнивается с напряжениемблока управления 16 и регулирует скорость зарядаинтегратора.Время намагничивания через открытый ключ 17запоминается запоминающим устройством.По второму циклу испытания (размагничиваниеобразца) ключ 17 закрыт, а ключи 18 и 19 открыты.Блок управления через ключ 19 выдает отрицательное напряжение на вычитающее устройство,Процесс в системе регулирования повторяется. Наустройстве сравнения 23 текущее время размагничивания сравнивается с половиной запомненноговремени намагничивания. Если они одинаковы, устройство сравнения через открытый ключ 18,закрывает ключ 19 (прекращает намагничивание) и подает сигнал на измеритель напряженности поля 24(напряженность при этом равна коэрцитивной силеРеманенца) .Для определения коэрцитивной силы Реманенцав цифровом виде наиболее эффективно устройство,функциональная схема которого представлена нафиг, 3.Устройство состоит из управляющего задающего генератора 25, генератора ступенчатого напряжения 26, фильтра нижних частот 27, усилителямощности 28, первичного преобразователя с измерительной и намагничивающей обмотками, блоказО выделения скачков Баркгаузена (БВСБ) 29, блокавыделения интенсивности скачков Баркгаузена(БВИСБ) 30, источника опорного напряжения 31,устройства автоматики 32, измерителя напряженности поля 33 и вычитаюшего устройства 34, Блокз 5 выделения СБ, блок выделения интенсивности СБ иустройство автоматики аналогичны описанным выше,Особенностью этой функциональной схемыявляется дискретное задание намагничивающего то 4 О ка, Частота следования импульсов управляющегозадающего генератора регулируется напряжениемвычитающего устройства, Генератор ступенчатогонапряжения выдает сигнал, скорость которого пропорциональна частоте следования импульсов, Сту 45 пенчатое напряжение затем сглаживается фильтромнижних частот и подается на усилитель мощности инамагничивающую обмотку первичного преобразователя. Далее устройство работает, как описановыше.50Формула изобретения55Способ измерения коэрцитивной силы Реманенца ферромагнитных материалов, основанный на использовании эффекта Баркгаузена, заключающийся в том, что исследуемый образец намагничи.6 О вают, уменьшают напряженность магнитного поля542155 Риг. 2 до значения, при котором измеряют ток в намагничивающей цепи, соответствующий коэрцитивной силе Реманенца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, исследуемый образец перемагничивают по предельному циклу петли гистерезиса в режиме, при котором интенсивность скачков Баркгаузена постоянна во времени, измеряют время полного перемагничивания на восходящей ветви петли гистерезиса, уменьшают напряженность поля в течение времени, равного половине полного времени перемагничивания, измеряют токв намагничиваюшей цепи, по которому судят окоэрцитивной силе Реманенца. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе:1, Хазанкин. Кандидатская диссертация "Ис. следование связи эффекта Баркгаузена с параметрами петли гистерезиса", Калининский государственный университет, 1969.542155 Составител О. БОГОмОлОВактор Б. Федотов Техред А. Демьянова Корр ектор 96 8/2 Раж 103 ака ИИПИ Государствен открытийокая наб., д. 4 пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 по делам13035, Москв Подл Совета Министрого комитета изобретений и , Ж - 35, Рауш сносв ССС