Устройство для измерения магнитных свойств образцов магнитомягких материалов

ц 74636 О Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 070278 (21) 25759 б 2/18-21 с присоединением заявки Й 2 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий. 44 (088. 8) Дата опубликования описания 070780(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ МАГНИТНОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к измерительной технике, может быть применено для измерения и регистрации в цифровой форме магнитных свойств образцов из магнитномягких материалов.Известны устройства для определения магнитных свойств образцов из магнитномягких материалов с выходом результатов измерения в цифровой форО ме. Такие устройства содержат источники намагничивающих токов, интегратор, блоки преобразбвания сигналов в цифровую форму и индикаторы (11.Оцнако их точность измерения недостаточна.15Наиболее близко к предлагаемому устройство, в состав которого входят генератор намагничивающего тока, пос" ледовательно с которым включены намагничивающая обмотка испытуемого обО разца и резистор, служащий в качестве датчика сигнала, пропорционального намагничивакщему току; интегратор, ко входу которого подключается измерительная обмотка испытуемого образца; последовательно соединенные первый ключ, первый реверсивный счетчик, первый преобразователь "код-напряжение, первый компаратор, ко второму30 входу которого подключен выход интегратора; и первый селективный формирователь, образующие канал измерения индукции, последовательно соединенные второй ключ, второй реверсивный счетчик, второй преобразователь фкоднапряжение, второй компаратор, ко второму входу которого подключен резистор, и второй селективный Формирователь, образующие канал измерения напряженности магнитного поля в образце, генератор импульсов, выход которого подключен к первым входам ключей; логическое устройство, входы которого соединены с выходами селективных формирователей и выходом Формирователя опорного сигнала, первый вход которого соединен с выходом интегратора, а второй - с одним.из выходов логического устройства, другие выходы ко" торого присоединены ко вторым входам ключей, реверсивных счетчиков и селективных формирователей; блок дискретизации и цифропечатающее устройство, первые входы которых соединены с выходом первого реверсивного счетчика, а вторые - с выходом второгб реверсивного счетчика; выход блока дискретизации соединен с третьим входом цифропечатающего устройства; аналоговыйрегистратор, входы которого подключены к выходам соответствующих преобразователейкод-напряжение 2).Это устройство измеряет магнитныесвойства магнитномягких материаловпри высокочастотном и импульсном намагйичивании (нано-микросекундный диапазон длительностей импульсов) с не- .допустимо большой погрешностью. Объясняется зто, в частности, отсутствиемсинхронизации работы измерительнойчасти устройства и генератора намагничивающего:тока. Это не позволяетисследовать короткие сигналы, получаемые при перемагничинании образцов.Применение аналогового интегратора 1также вносит значительную погрешность.Последнее особенно ощутимо при определении динамической петли гисте" резиса при импульсном перемагничивании. 20Цель изобретейия - повышение точ-ности измерений.Достигается поставленная цель засчет того, что в устройство для из-мерения магнитных свойств образцов из 2магнитномягких материалов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, генератор намагни"чивающего тбка, намагничивающую обмотку и резистор, последовательносоединенные измерительную обмотку,перный элемент сраннения, первый логический элемент, первый ренерсивныйсчетчик и первый преобразователькод-напряжение, выход которого-подключен ко второму входу первого-элемента сравнения, подключенные к .резистору последовательно соединенныевторой элемент сравнения, второй логическйй элемент, второй реверсивныйсчетчик и второй преобразователь 40код-напряжение,выход которого присоединен ко второму входу второгоэлемента сравнения, блок сдвига иформирования стробимпульсов, первый выход"которого присоединен к третьимвходам элементов сравнения, а второйко вторым входам логических элементов, и сумматор, вход которого присоединен к выходу первого реверсивногосчетчика,дополнительно введены элемент совпадения, управляемый накопительный счетчик,. третий преобразователь код-напряжение, причем первый вход элемента совпадения соединен со вторым выходом блока сдвига иФормирования стробимпульсов, второйвход .-" со вторым выходом первого логического элемента, а третий - совторым выходом второго логическогоэлемента, выхОд - со счетным входомнакопительного счетчика и управляю "щим"взводомсумматора, выход управляемого накопительного счетчика присоединен ко входу третьего преобразователя ,код-напряжение , выход кото рбго присоединен ко второму входу блока сдвига и формирования стробимпульсов.На чертеже показана структурная электрическая схема устройства. На схеме обозначены: 1 - задающий генератор; 2 - генератор намагничивающих токов, 3 - намагничивающая обмотка испытуемого образца, 4 - испытуемый образец; 5 - резистор; б - измери-, тельная обмотка испытуемого образца, 7,8 - элементы сраннения каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля соответственно, 9,10 логические элементы каяалов измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце, 11,12 - реверсивные счетчики каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце соответственно, 13,14 преобразователи код-напряжение. каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля в образце соответственно, 15 - элемент совпадения, 16 - управляемый накопительный счетчик, 17 - сумматор, 18 - преобразователь код-напряжение каналасдвига и Формирования стробимпульсов, 19 - блок сдвига и Формирования строб- импульсов.Устройство работает следующим образом.Сигналами задающего генератора 1 запускается генератор намагничивающих импульсов тока 2. Под воздействием импульсов тока,.поступающих в намагничивающую обмотку 3, испытуемый образец 4 перемагничивается, и в измерительной обмотке 6 наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце, Этот сигнал поступает на элемент сравнения 7. На вход элемента сравнения 8 и резистора 5, включенного последовательно с намагничинакщей обмоткой, поступает напряжение, пропорциональное намагничивающему току (напряженности магнитного поля).От задающего генератора 1 также запускается схема сдвига и формирования стробимпульсов 19. Обычно такие устройства содержат генератор быстро- го пилообразного напряжения, элемент сравнения и формирователь коротких импульсов, В момент равенства напряжений-быстрого пилообразного и поступающего от преобразователя код-напряжение 18-на выходе элемента сравнения появляютсяимпульсы, сдвинутые во времени относительно импульсов задающего генератора. Сдвиг во времени получаемых импульсов пропорционален мгновенным значениям сравниваемых напряжений. Так как скорость изменения быстрого пилообразного напряжения постоянна, то, следовательно, изменение временного сдвига импульсов определяется мгновенным значением напряжения от преобразователя 18. С выхода элемента сравнения импульсы поступают5 746 360 6 в формирователь стробимпульсов. Пос- Реверсивного счетчика 12 - величину, ледние и поступают на элементы срав- пропорциональную намагничивающему нения 7 и 8. току (напряженности магнитного паля) -При срабатывании элементов сравне- Пмния 7,8 вырабатывается импульс, кото- . Введение элемента совпадения 15, рый поступает в логические элементы 5 счетчика 16, преобразователя 18 и 9,10. Логические элементы 9,10 управ- сумматора 17 позволяет измерить веляют работой реверсивных счетчиков 11, личину напряженности магнитного поля 12, подавая импульс в последние на в соответствУкщий пеРепад магнитного суммирующий вход, если срабатывание потока (индукции) при воздействии на не произошло (это означает, что не- о образец высокочастотного или импульсобходимо повысить компенсирующее нап- ного тока. Поскольку применено анаряжение), и на вычитающий вход, если лого-циФровое стробоскопическое преэлемент сравнения сработал (это овна- образование, длительности исследуечает, что компенсирующее напряжение мых сигналов могут лежать в наномик" необходимо уменьшить). росекундном диапазоне.Таким образом, система, образован- Таким образом, предложенное техная логическим элементом, реверсив- :ническое Решение позволяет повысить ным счетчиком и преобразователем точность измерения магнитных свойств 1 код-напряжение стремится удер- образцов магнитномягких материаловУжать элемент сравнения вблизи положе- при воздействии на образец быстромения неустойчивого равновесия на гра няющихся намагничивающих полей (напри- нице схема сработала - схема мер, импульсных) и получить необходине сработала, Поскольку амплитуда мую информацию в цифровом виде. стробимпульса постоянна, компенсирующее напряжение, а следовательно, икод реверсивного счетчика, оказывает Формула изобретения ся пропорциональным значению исследуемого сигнала в момент стробирования. Устройство для измерения магнитЛогические элементы 9,10 вырабатЫ ных свойств магнитномягких материавают также сигнал, следующий на эле- лов, содержащее последовательно соемент совпадения 15, если схемы срав О диненные заданвий генератор, генеранения переходят, границу схема не тор намагничивающего тока, намагничисработала - схема сработала, вающую обмотку и Резистор, последо т.е. если сумма напряжений исследуе- вательно соединенные измерительнуюрмого, компенсируомпенсирующего от преобразова- обмотку первый элемент сравнения, теля код-напряжение и стробимпуль-ц пеРвый логический элемент, первый сов стала равной или превысила на до- Реверсивный счетчик и первый преобрааустимую минимальную величину порого- зователь,"код-напряжение, выход вый уровень элемента сравнения. которого подключен ко второму входуЭлемент совпадения 15 срабатывает пеРвого элемента сравнения, подклютолько в случае, когда на все ее вхо О ченные к Резистору последовательно ды поступают сигналы разрешения. соединенные второй элемент сравнения,Далее импульс с выхода элемента втоРой логический элемент, второй совпадения 15 поступает в счетчик 16 Реверсивный счетчик и второй преобраи увеличивает его содержимое, Это, в эователь фкод-напряжение 1, выход свою очередь, приводит к повышению 45 которого присоединен ко второму вховыходного напряжения преобразователя ду втоРого элемента сравнения, блок"код-напряжение 18 и дальнейшему сдвига и формирования стробимпульсмещению во времени стробимпульса. сов, первый выход которого присоедиСчетчик 16 имеет вход управления 20. нен к третьим входам элементов сравнения, а второй - ко вторым входамчисло накапливаемых импульсов и, темог еск х элементов, и сумматор,50,л ич исамым устанавливать момент измерения, вход которого присоединен к выходуС выхода реверсивного счетчика 11 первого РевеРсивного счетчика, о т информация в параллельном коде поступает в сумматор 17. Информация в целью повышения точности измерения, него заносится только по наступлении в него дополнительно введены элемент55момента компенсации в элементах срав- совпадения, управляемый накопительнения 7,8,т.е., в сумматор 17 код ный счетчик и третий преобразователЬ с реверсивного счетчика 11. может код"напряжение, причем. первый быть занесен только по сигналу с вы- вход элемента совпадения соединен со хода элемента совпадения 15, 6 О вторым выходом блока сдвига и формиИнформацию о магнитныхсвойствах рования стробимпульсов, второй вход испытуемого образца получают на вы со вторым выходом первого логическоходе сумматора 17 величину, пропор- го рлемента а третий - сс вторым циональнуюприращенин: магнитного по- рыходом второго логического элементока (индукции) - ц , и на выходе 65 га, выход - со счетным входом нако746360 тель Е.ДанилиМ, Петко Сост Техр" ц орректор И.Муска тор Б.Фед Зака Тираж 101Государственного комителам изобретений и открытМосква, Ж, Раушская одписное 3934/34 ЦНИИПИ по д 113035, б., д. 4 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Фили 1пительного счетчика и управляющимВходом сумматоравыход управляемогоййойительйогоСчетчика присоединенКо входу третьего преобразователякой-.напряжение, выход которогопрлсоединен ко второму входу блокасдвига и формирования стробиМпульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 530293, 6 01 Й 33/12, 1975.2. Авторское свидетельство СССР9 4 37990, В 01 К 33/12., 1974 (прототип),