Автоматическое устройство для измерения максимальной удельной энергии магнитных материалов

О П И О-А-Н И Е Союз Соввтскик ИЗОБРЕТЕНИЯ Социалистических РеспубЛик(51) М.1 3/1 с присоединением заявки сударственный комите СССР3) Приоритет3) Опубликовано 30.07.79. Б5) Дата опубликования опис летень28(71) Заявитель Институт электродинамики АН Украинской СС 54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМАКСИМАЛЬНОЙ УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ МАГНИТНЫХМАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для повышения точности автоматических устройств, применяемых дляизмерения максимальной удельной магнитной энергии постоянных магнитов.Известны устройства с неполностью замкнутой магнитной системой для определения максимальной удельной магнитнойэнергии магнитнотвердых материалов, содержащие блоки намагничивания и размагничивания пермеаметр, усилители постоянного тока, двухкоординатный самопишущийприбор 1,Их недостатками являются использование сложной магнитной системы, низкаяточность и невозможность автоматизацииизмерения максимальной удельной магнитной энергии постоянных магнитов.Из известных устройств для измерениямаксимальной удельной магнитной энергиимагнитных материалов наиболее близкимпо технической сущности является устройство, содержащее неполностью замкнутуюмагнитную систему, управляемый источникпитания, преобразователь напряженностиполя и индукции, умножающее устройство,задающий генератор, ключ, триггер Шмидта, цифровую следящую систему, включающую фазочувствительный усилитель, схему 30 сравнения, генератор переменной частоты, нереверсивный счетчик импульсов, преобразователь код - напряжение и цифровое отсчетное устройство 2.В этом устройстве измерение начинается после окончания процесса намагничивания и снижения внешнего намагничиваю- щего поля до нуля. За счет неполной замкнутости магнитной системы после окончания процесса намагничивания в испытуемом образце устанавливается магнитное состояние, характеризуемое точкой на кривой размагничивания, лежащей во втором квадранте. При малых относительных длинах образцов эта точка может находиться ниже точки, соответствующей максимальной магнитной энергии. Это исключает возможность измерения в известных устройствах образцов с малой относительной длиной и является их основным недостатком.Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения. Это достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные управляемый источник. питания и ключ, второй вход которого соединен с выходом триггера управления, подключенные к выходу ключа датчики напряженности магнитного поля и индукции, и цифровую следящую систему, второй вход которой через умножитель подключен к выходам обоих датчиков, третий вход соединен с первым выходом блока комбинированного намагничивания, а первый выход - с входом цифрового отсчетного устройства, а также неполностью замкнутую магнитную систему и линейные генераторы убывания и нарастания тока, подключенные к входам блока комбинированного намагничивания, второй выход которого связан с первым входом триггера управления, а второй вход последнего - с вторым выходом цифровой следящей системы введен блок фиксации незавершенности процесса измерения, выполненный в виде последовательно соединенных логического элемента совпадения, блока управления и переключателя полярности, а также переключателя генераторов и индикатора наличия тока, вход которого подключен к третьему выходу блока комбинированного намагничивания, а выходы - к второму входу переключателя полярности и первым входом логического элемента совпадения, второй вход которого связан с вторым выходом цифровой следящей системы, своим третьим входом связанной с третьим входом логического элемента совпадения, при этом выход блока управления подключен к первому входу переключателя генераторов, второй вход которого связан с выходом триггера управления, выходы переключателя генераторов подключены к входам линейных генераторов нарастания и убывания токов, а выход переключателя полярности связан с входом неполностью замкнутой магнитной системы.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит управляемый источник 1 питания, ключ 2, датчик 3 напряженности поля, умножающее устройство 4, датчик 5 индукции, цифровую следящую систему б, цифровое отсчетное устройство 7, логический элемент 8 совпадения, блок 9 управления, триггер 10 управления, переключатель 11 генераторов, индикатор 12 наличия тока, переключатель 13 полярности, линейный генератор 14 нарастания тока, линейный генератор 15 убывания тока, блок 16 комбинированного намагничивания, неполностью замкнутую магнитную систему 17.Устройство работает следующим образом,В начале процесса измерения подается сигнал Пуск на блок 16 комбинированного намагничивания, создающий в зазоре неполностью замкнутой магнитной системы 17 намагничивающее поле, образующееся постоянным и наложенным на него импульсным током, Одновременно сигнал подается на логический элемент 8 совпадейия, приводящий переключатель 11 генераторов и переключатель 13 полярности в исходное состояние, и на цифровую следя 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 щую систему, которая также приходит в исходное состояние, В момент окончания намагничивающего импульса с блока 16 комбинированного намагничивания поступает сигнал на вход триггера 10 управления, который перебрасываясь в другое устойчивое состояние, запускает линейный генсратор 15 убывания тока и открывает ключ 2, При этом линейно-изменяющееся напряжение с выхода линейного генератора поступает на вход блока комбинированного намагничивания 16, при.",одя к плавному снижению постоянного намагничиваю- щего поля в зазоре магнитной системы 17. При отпирании ключа 2 напряжение управляемого источникапитания 1 поступает на датчики 3 и 5 напряженности поля и индукции и цифровую сл дящую систему б. Для получения сигнала, пропорционального магнитной энергии, выходные напряжения датчиков 3 и 5 перемножаются с помощью умножающего устройства 4. Полученный после перемножения сигнал посту- наст на вход цифровой следящей системы 6, которая измеряет его и представляет результат измерения в цифровом виде на цифровом отсчетном устройстве 7. Причем цифровая следящая система начинает отсчет измеряемой величины лишь с момента равенства напряженности поля нулю Н=О, т. е. при переходе во второй квадрант в прямоугольной системе координат. По мере уменьшения намагничивающего поля идет непрерывное измерение магнитной энергии. Рост показаний цифрового отсчетного устройства 7 продолжается до тех пор, пока величина магнитной энергии не достигнет своего максимального значения. После этого напряжение на выходе умножающего устройства 4 начинает уменьшаться, цифровая следящая система б перестает считать и выдает нулевой сигнал на вход логического элемента 8 совпадения и триггер 10 управления, а на цифровом отсчетном ус 1 ройстве 7 фиксируется значение, соответствующее максимальной магнитной энергии. Триггер управления возвращается в исходное состояние, в результате чего запирается ключ 2, и снимается питающее напряжение с датчиков 3 и 5 и цифровой следящей системы 6, а также снимается управляющий потенциал с входа линейного генератора 15 убывания, Последнее приводит к тому, что ток в катушках магнитной системы 17 отключается и снижается до нуля, Логическая схема 8 совпадения в этом случае не срабатывает, так как процесс измерения магнитной энергии заканчивается наличием намагничивающего постоянного поля в магнитной системе 17, в результате чего на втором входе логического элемента совпадения 8 находится сигнал, отличный от нуля.При испытании образцов, рабочая точка которых на кривой размагничиванйя лежитвыше точки максимальной энергии, ее значение в процессе уменьшения намагничивающего поля не достигается. В этом случае после снижения намагничивающего поля до нуля в магнитной системе необходимо 5 создать плавно нарастающее намагничивающее поле. Для этого служит блок фиксации незавершенности измерения, обведенный пунктиром на чертеже, который срабатывает в том случае, если процесс измере ния не заканчивается. При этом на оба входа логического элемента совпадения 8 поступают нулевые сигналы, в результате чего последняя срабатывает и подает сигнал на блок 9 управления, которая пере ключает полярность тока в катушках магнитной системы, подключает к выходу триггера 10 управления линейный генератор 14 нарастания тока и повторно запускает цифровую следящую систему. 20Использование предлагаемой схемы для измерения максимальной удельной магнитной энергии позволяет в устройствах с неполностью замкнутой магнитной системой значительно расширить диапазон измеряемых постоянных магнитов, Таким образом, в устройствах возможно будет измерение постоянных магнитов как с малой, так и с большой относительной длиной. Кроме того, использование предложенного изобрете- з 0 ния позволит повысить точность указанных выше устройств. Формула изобретения35Автоматическое устройство для измерения максимальной удельной энергии магнитных материалов, содержащее последовательно соединенные управляемый источник питания и ключ, второй вход которого 40 соединен с выходом триггера управления, подключенные к выходу ключа датчики напряженности поля и индукции, и цифровую следящую систему, второй вход которой через умножитель подключен к выходам обоих датчиков, третий вход соединен с первым выходом блока комбинированного намагничивания, а первый выход - с входом цифрового отсчетного устройства, а также неполностью замкнутую магнитную систему и линейные генераторы убывания и нарастания тока, подключенные к входам блока комбинированного намагничивания, второй выход которого связан с первым входом триггера управления, а второй вход последнего - с вторым выходом цифровой следящей системы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введен блок фиксации незавершенности процесса измерения, выполненный в виде последовательно соединенных логического элемента совпадения, блока управления и переключателя полярности, а также переключателя генераторов и индикатора наличия тока, вход которого подключен к третьему выходу блока комбинированного намагничивания, а выходы - к второму входу переключателя полярности п первому входу логического элемента совпадения, второй вход которого связан с вторым выходом цифровой следящей системы, своим третьим входом связанной с третьим входом логического элемента совпадения, при этом выход блока управления подключен к первому входу переключателя генераторов, второй вход которого связан с выходом триггера управления, выходы переключателя генераторов подключены к входам линейных генераторов нарастания и убывания токов, а выход переключателя полярности связан с входом неполностью замкнутой магнитной системы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Техническое описание установки У.2. Авторское свидетельство СССР38 б 35 б, кл. б 01 К ЗЗ/12, 1973.Составитель Е. ДанилинаРедактор Е. Караулова Техред Л, Камышникова Корректор А. СтепановаЗаказ 1542(13 Изд.439 Тираж 1090 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5Типография, пр. Сапунова, 2