Устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий

(71) Заявитель Институт прикладной физики АН Белорусск и; .:(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ фЕРРОИАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ 10 Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано при контроле свойств ферромагнитных изделий,Известно устроиство для контроля качества ферромагнитных изделий методом высших гармоник, содержащее намагничивающие и измерительные обамотки, избирательные фильтры. фазометр, сумматор и множитель 11.Недостатком известного устройства является влияние на результаты контроля чистоты обработки поверхности контролируемого изделия, наклепа и других технологических факторов,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля параметров фер ромагнитных иэделий, содержащее источники постоянного и переменного токов, соединенные с ними обмотки возбуждения, измерительную обмотку,2подключенный к ней избирательный усилитель и регистратор2.Недостатками данного .устройства являются невозможность контроля твердости поверхностного слоя и низкая точность, вызванная влиянием эа" эора между преобразователем и изделием.Цель изобретения - повышение информативности и точности контроля.Поставленная цель достигаегся а тем, что устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий, содержащее источники постоянного и переменного токов, соедИненные с ними обмотки возбуждения, измерительную обмотку, подключенный к ней избира- тельный усилитель и регистратор, снабжено дополнительными обмотками возбуждения, подключенными к источни кам токов, и избирательной обмоткой для эталонного изделия, подключенным . к последней вторым избирательным усилителем,.соединенными с выходами3 905760 усилителей двумя выпрямителями, последовательно соединенными блоком вычитания, входы которого соединены с выходами выпрямителей, делителем, второй вход которого соединен с выходом выпрямителя сигнала от эталонного изделия, и умножителем, подключенными к регистратору, двумя блока" ми памяти, входы которых подключены к цепи обмоток возбуждения постоян ного подмагничивающего поля и выходам соответствующих выпрямителей, последовательно соединенными управляемыми блоком вычитания, входы которого соединены с выходами блоков памяти, и вторым делителем, второй вход которого подключен к блоку памяти сигнала от эталонного изделия, подключенными ко второму входу умно- жителя, а третий вход управляемого 2 о блока вычитания подключен к .цепи обмоток возбуждения постоянного подмагничивающего поля.На Фиг. 1 приведена схема устройства для контроля параметров Ферро магнитных изделий; на фиг, 2 - зависимостьамплитуды б второй гармоники от постоянного подмагничивающего поля Н.Устройство содержит источники 1 зв и 2 постоянного и переменного токов, обмотки 3 - 6 возбуждения постоянного подмагничивающего поля и переменного синусоидального магнитного поля, измерительные обмотки 7 и 8 сигналов от эталонного и констролируемого изделий 9 и 10, избирательные усилители 11 и 12, выпрямители 13 и 14, блок 15 вычитания, делитель 16, блоки 17 и 18 памяти, управляемый блок 19 вычитания, второй делитель 20, умножитель 21, регистратор 22, активное сопротивление 23. Я 55 Обмотки 3 и 4 возбуждения подключены к источнику 1 постоянного тока, последовательно с ними включено активное сопротивление 23. Обмотки 5 и 6 возбуждения подключены к источнику 2 переменного тока, Обмотки 3 и 5 предназначены для воздействия на эталонное изделие 9, а обмотки 4 и 6 - на контролируемое изделие 10, Измерительные обмотки 7 и 8 предназначены для сигналов соответственно от эталонного и контролируемого изделий, К измерительной обмотке 8 подключены последовательно сое.диненные избирательный усилитель 12 и выпрямитель 14, а к оЬмотке 7 избирательный усилитель 11 и выпр митель 13. Выходы выпрямителей 13 14 соединены со входами блока 15 в читания, выход которого подключен к последовательно соединенным делителю 16, второй вход которого соеди нен с выходом выпрямителя 13 сигнала от эталонного изделия, умножителю 21 и регистратору 22, Входы блоков 17 и 18 памяти подключены к цев,Ф обмоток 3 и 4 возбуждения постоянного подмагничивающего поля и выходам выпрямителей 13 и 14 сигналов от 15.эталонного и контролируемого изделий соответственно, а выходы - к управляющему блоку 19 вычитания, третийвход которого подключен к цепи обмоток возбуждения, постоянного подмагничивающего поля, Выход управляемого блока 19 вычитания через второй делитель 20, второй вход которого соединен с выходом блока 17 памяти сигнала от эталонного изделия, подключен ко второму входу умножителя 21.Устройство работает следующим образом.Эталонное 9 и контролируемое 10 изделия помещают в обмотки 5 и 6,намагничивают их переменным магнитным полем, обусловленным током возбуждения, протекающим через обмотки5 и 6 возбуждения, а также подмагничивают постоянным магнитным полемпосредством обмоток 3 и 4. Величинупостоянного тока через обмотки 3 и 4регулируют источником 1, а падениенапряжения на сопротивлении 23, пропорциональное напряженности постоянного магнктного поля, измеряют блоками 17 и 18 памяти. В результатевоздействия на изделие переменногои постоянного магнитных полей в измерительных обмотках 7 и 8 наводитсясигнал сложной Формы, содержащийкак четные, так и нечетные гармоники. Избирательными усилителями 11 и12 выделяют вторую гармонику сигнала с эталонного и контролируемого изделий, с помощью выпрямителей 13 и 14 преобразуют вторую гармонику ЭДС в постоянные напряжения, Вторую гармонику используют ввиду ее высокой чувствительности к изменению постоянного магнитного поля.Увеличивают с помощью источника 1 постоянное магнитное поле в оЬмотках5 90 3 и 4 до появления в выходном сигнале измерительных обмоток максимального значения амплитуды в 1 орой гармоники. Увеличивают постоянное магнитное поле до достижения второй гармоникой сигнала с эталонного и контролируемого изделий не более 0,1 их максимального значения. Выполнение этого условия необходимо для того, чтобы изделия достигали при их намагничивании одинакового магнитного состояния. При значении второй гармоники больше 0,1 ее максимального значения уменьшается точность контроля, Вторая гармоника при увеличении постоянного поля изменяется по кривой ЭАВ (фиг. 2). 5 Оформула изобретения Устройство для контроля параметров ферромагнитных изделий, содержа"щее источники постоянного и переменного токов, соединенные с ними обмот"ки возбуждения, измерительную обмотку, подключенный к ней избирательныйусилитель и регистратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения информативности и точностиконтроля, оно снабжено дополнительными обмотками возбуждения, подключенными к источникам токов, и измерительной обмоткой для эталонногоизделия, подключенными к последнейвторым избирательным усилителем,соединенными с выходами усилителейдвумя выпрямителями, последовательно соединенными блоком вычитания,входы которого соединены с выходамивыпрямителей, делителем, второйвход которого соединен с выходомвыпрямителя сигнала от эталонного35иэделия, и умножителем подключенными к регистратору, двумя блокамипамяти, входы которых подключены кцепи обмоток возбуждения постоянно 4 Ого подмагничивающего поля и выходамсоответствующих выпрямителей, последовательно соединенными управляемыми блоком вычитания, входы которогосоединены с выходами блоков памяти,и вторым делителем, второй вход ко 45торого подклюцен к блоку памяти сигнала от эталонного иэделия, подключенными ко второму входу умножителя,а третий вход управляемого блокавычитания подключен к цепи обмотоквозбуждения постоянного подмагничивающего поля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВГ 411367, кл, 6 01 й 27/84, 19712. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2756820/25-28,кл. С О 1 й 27/80, 1979 (прототип),Затем уменьшают постоянное магнитное поле до исчезновения второй гар" моники в выходном сигнале от эталонного и контролируемого изделий, Амплитуда второй гармоники при уменьшении постоянного магнитного поля изменяется уже не по кривой ОАВ, а цо . кривой ВСОЕ, В момент исчезновения второй гармоники сигнала с эталонного изделия регистрируют посредством измерения падения напряжения на сопротивлении 23 блоком 17 величину постоянного магнитного поля Н и запоминают ее, а в момент исчезно" вения второй гармоники сигнала с контролируемого иэделия регистрируют и запоминают Ноо контрблоком 18 памяти. Продолжают уменьшать постоянйое магнитное поле, и при достижении напряженностью постоянного магнитного поля нулевого значения блоком 15 вычитания определяют разность вторых гармоник сигнала с эталонного и контролируемого изделийПолученную разность подают на делитель 16, где берут отношение этой разности вторых гармоник к величине второй гармоники эталонного изделия. Полученное относительное приращение вторых гармоник подают на умножитель 21. При достижении подмагничивающим полем нулевого значения, т.е. когда управляющий сигнал с сопротивления 23 равен нулю, срабатывает управляемый блок 19 вычитания. Полученную разность НО - Н о вторым делителем 20 делят на Н и подают в умножитель 21, Произведение относительных приращений измеряют регистратором 22 и по этой величине определяют качество упрочненного слоя,5760 б При этом относительное приращение напряженности постоянного магнитного поля характеризует в основном глубину слоя, относительное приращение амплитуды второй гармоники - поверхностную твердость, а их произведение- качество упрочненного слоя бероомагнитных иэделий.Предлагаемое устройство повышает информативность и точность контроля,