Устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных колец

и 866521 Союз СоветскихСоцкалкстмческивРеслублкк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУао делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБ 10 Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для, измерения магнитных свойств ферромагнитных колец, в частности для измерения азимутальной неоднородности магнитных свойств.Известно устройство, позволяющее измерять магнитные свойства ферромаг нитных колец, которое содержит нотенциалометр, выполненный на сердечнике П- образной формы, в зазоре которого раз мешен нуль-индикатор, выполненный в виде датчика Холла и связанный с входом усилителя, выход которого через последовательно соединенные управляемый источник тока и компенсационную обмотку, нанесенную на сердечник, соединен с регистрирующим прибором 1 .Недостаток устройства заключается в его невысокой точности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, которое содержит магнитопровод, на который нанесена компенсационная обмотка, соединенная с источником компенсациожого тока, намагничиваюшую обмотку с дополнительными витками, помещенную на образце, испытательный мост из магнитно-мягкого материала, измерительную обмотку нанесенную на образец и включенную в цепь баллистического гальванометра Г 21.Однако устройство не предусматривает непосредственного измерения азимутальной неоднородности магнитных свойств ферромагнитных колец Известное устройство может быть применено для. измерения магнитных свойств5отдельных участков ферромагнитного кольца, при этоМ возникают погрешностиобусловленные непостоянством среднейнапряженности поля,Кроме того, оно не предназначенодпя измерений неоднородностей в пере-менных магнитных полях.Бель изобретения - повышение точности.измерений,866521 35 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитных свойств ферромагнитных колец, содержацее потенциалометр с обмоткой, подключенной к нуль-индикатору, намагничиюющую и компенсационную обмотки, источник намагничиваюшего тока и источник компенсационного тока, входы которых соединены с генератором переменного напряжения, и регистрирующий блок, введе-о ны усилитель тока, сумматор и два резистора, один из которых включен между источником намагничивающего тока и намагничиваюшей обмотки, второй резистор включен между компенсационной обмоткой и 15 источником компенсационного тока, при этом выводы второго резистора соединены с одним иэ входов сумматора,а дру - гой вход соединен с выводами первого резистора и входом. усилителя тока, выход 20 которого подключен к намагничивающей обмотке, а выход сумматора подсоединен к регистрирующему блоку,.На чертеже показана структурная схема устройства для измерения магнитных 25 свойств ферромагнитных колец.Устройство содержит нудь-индикатор 1, намагничивающул( обмотку 2, образец 3, потенциалометр 4 с обмоткой 5, компенсационную обмотку 6, усилител 7 то- зо ка, резисторы 8 и 9, сумматор 10, источник 1 1 компенсационного тока, регистрирующий блок 12, источник 13 намагничиваюшего тока, генератор 14 переменного напряжения.Устройство работает следуюшим обрааом.При намагничивании кольцевого образца 3 переменным током протекающим в обмотке 2 от источника 13 намагни О чиваюшего тока через резистор 9, в образце создается магнитный поток, величина которого в силу непрерывности индукции в неоднородной среде и значение проницаемости М З 1, остается постоянной. При наличии неоднородностей магнитных свойств, на отдельных участках образца создается неодинаковая напряженность магнитного поля.Отклонение величины напряженности по 50 ля определяется относительно среднего значения, которое определяется по закону полного тока 4Оср- длина средней линии;3, - амплитуда намагничиваюшего тока источника 13 тока;%и - число витков намагничиваюшейобмотки 2На контролируемом участке образна установлен сердечник потенциалометра 4 с обмоткой 5. Падение магнитного напряжения на контролируемом участке созда- . ет поток в сердечнике потенциалометра 4. Ток, регулируемый по амплитуде и фазе источником 11 компенсационного тока, протекает через резистор 8 и компенсационную обмотку 6, компенсируя при этом падение магнитного напряжения на контролируемом участке.В момент полной компенсации поток в сердечнике потенциалометра 4 отсутствует, что регистрируется нуль-индикатором 1. При полной компенсации падение напряжения на резисторе 8 пропорционально магнитному напряжению на контролируемом участке, а следовательно, среднему значению напряженности магнитного поля на этом участке.Компенсационный ток в обмотке 6 создает дополнительную магнитодвижущую силу, при этом средняя напряженность поля в образцен фн+к ФкСРгМ Нср - среднее значение напряженнос 1ти поля при компенсации магнитного напряжения контролируемого участка;4 - число витков компенсационнойобмотки;Э - компенсационный ток.При компенсации магнитного напряжения на различных участках образца с неоднородными свойствами, средняя напряженность меняется пропорционально току 1 . При определении относительной неоднородности необходимо постоянное зна(4чение Н, для чего через намагничиваюшую обмотку 2 пропускают дополнительный ток, пропорциональный компенсационному току 3от усилителя 7 тока в противофазе основному токуЭ . При этом55 н фнн р=согде Нср - среднее значение напряженностиполя по окружности образца вотутствии тока в обмотке 6; где К 1 - коэффициент пропорциональностимежду .вьиодным током усилителя 7 и током Эк .5 При условии КМн -Ж нрНрр=Еар получим Таким образом, средняя напряженностьмагнитного поля в образце остается пос-тоянной. Питание источников ПП и ПЗ тока осуществляется От генератора П 4 переменного напряжения,Ддя непосредственного отсчета величи 1 Оны азимутальной неоднородности, напряжение с резистора 8 пропорциональное средней напряженности контролируемого участка подается на один вход сумматора ПО,а на другой вход подается напряжение срезистора 9, пропорциональное общей средней напряженности поля в образце. Выходное напряжение сумматораО=К 1 йср -вся)28где К - коэффициент пропорциональности.По показаниям регистрирующего блокаП 2 прий сон% можно Определить непо-средственно величину относительной неоднородности магнитных свойств ферромагнитного кольца.Введение усилителя тока и резистора8 позволяет стабилизировать среднююнапряженность поля в образце, при измерении напряженности поля на контролируе 30мом участке компенсационным методом.Стабилизация средней напряженности полянеобходима для получения идентичностиусловий испытания при контроле неоднородности магнитных свойств вдоль среднейлинии кольца, а также для непосредственного отсчета величины неоднородности.Введение сумматора и резисторов позволяет выделить разностный сигнал, пропорциональный неоднородности магнитных свойств 4 О кольца и произвести непосредственный отсчет еТаким образом, предложенное устройство позволяет стабилизировать . среднюю напряженность магнитного поля и определить аэимутальную неоднородность магнитных свойств ферромагнитных колец.ф ормула изобретения Устройство для измерения магнитныхсвойств ферромагнитных колец, содержащее потенциалометр с обмоткой, подключенной к нуль-индикатору, намагничивающую и конденсационную обмотки, источникнамагничивающего тока и источник компенсационного тока, входы которых соединены с генератором переменного напряжения и регистрирующий блок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, оно снабжено усилителемтока, сумматором и двумя резисторами,один из которых включен между источником намагничивающего тока и намагничиВающей обмоткой, второй резистор включенмежду ситочником компенсационного токаи компенсационной обмоткой, при этом выводы второго резистора соединены с однимиэ ВходОВ сумматора, другОй ВхОд которого соединен с выходами первого резистора и входом усилителя тока, выход которогоподключен к намагничивающей обмотке,а выход сумматора подсоединен к регистрирующему блоку.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеП. Авторское свидетельство СССРЗаказ 8073/69 Тираж 735ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/ Подпи Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул Проектная, 4