Устройство для измерения параметров предельной статической петли гистерезиса

(54) У МЕТРОВ ГИСТЕР (57) И зовано метров мЕРЕНИЯ ПАРАИЧЕСКОЙ ПЕТЛИ ТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДЕЛЬНОЙ СТ ЗИСАобретение мож для измерения материалов и режимах намаг т быть исполь магнитных пар тати 1 ель зделии в ичивания ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП 1 РЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ.03.89. Бюл. ВК,Водеников1.31.44(088.8)торское свидет1, кл. С 01 Крск се св иде тел57, кл. С 012 мерения - достигается за счет введения в устройство формирователя 3,обмотки 4 размагничивания, дифференпирующего блока 15, выполнения формирователя 6 и новых связей, чтопозволило полностью обеспечить режим статического перемагничиванияпри измерении магнитных свойств материалов. Устройство содержит такжегенератор 1 намагничивающих импульсов и намагничивающую обмотку 2,калиброванный резистор 5, формирователь 6 управляющих импульсов, испытуемый сердечник 7, измерительнуюобмотку 8, интегратор 9, ключи 10,11, пиковые детекторы 12-14, вычитающий блок 16, регистрирующие прибо1465850 1Изобретение относится к магнитнымизмерениям и может быть использованодля измерения магнитных параметровматериалов и изделий в статическихрежимах намагничивания.Цель изобретения - повышение точности измерения устройства.На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; на 10фиг. 2 - предельная петля гистерезиса для пояснения работы устройства;на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.Устройство содержит генератор 1 15намагничивающих импульсов, намагничивающую обмотку 2, формирователь 3размагничивающих импульсов, обмотку4. размагничивания, калиброванный резистор 5, формирователь 6 управляющих кмпульсов, испытуемый сердечник7, измерительную обмотку 8, интегратор 9, первый 10 и второй 11 ключи,первый )2, .второй 13 и третий 14 пиковые детекторы, дифференцирующяй 25блок 15, вьчитающйй блок 16, первый17, второй 18 и третий 19 регистрирующие приборы. К выходу генераторанамагкичивающих импульсов подключены намагничивающая обмотка 2, вхо" 30ды формирователя 3 размагничивающих импульсов и формирователь 6 управляющих импульсов, третий, второй и .первый выходы которого соединены с управляющими входами соответственно первого 10, второго 11 ключей и ик"тегратора 9. Измерительная обмотка 8 подключена к входу интегратора 9 выход которого через последовательносоединенные второй ключ 11 и второй пиковый детектор 13 подключен к вто-рому входу вычитающего блока 16 и через последовательно соединенные первый ключ 10 и первый пиковый детектор 1 2 к первому регистрирующему45 прибору 17 и к первому входу вычитающего блока 16, выход которого сое, динен с вторым регистрирующим прибором 18. Третий регистрирующий прибор 19 через третий .пиковый детектор 14 подключен к калиброванному резис- ц50 . тору 5 и обмотке 4 размагничивания, вторые выводы которых подключены к выходам формирователя 3 размагничивающих импульсов, а управляющий вход второго пикового детектора 12 через55дифференцярующий блок 15 подключен к первому выходу формкрователя 6 уп" равляющих импульсов. Устройство работает следующим образом,Намагкичивающие разнополярные импульсы тока прямоугольной Формы сдлительностью 2, равной длительностиинтервала между соседними импульсамии превышающей время перемагничивания контролируемого сердечника 7фиг. За), с выхода генератора 1 намагничивающих импульсов протекают понамагкичявающей обмотке 2, создаваяв контролируемом сердечнике 7 соот"ветствующие импульсы магнитного поля с амплитудой, обеспечивающей намагничивание сердечника 7 до насыщения, и, кроме того, поступают навходы формирователя б управляющихимпульсов и формирователя 3 размагничивающих импульсов. На третьем выходе формирователя 6 и соответственно на управляющем входе первого ключа 10 в. режиме измерения реализуется нулевой уровень, а в режиме установки формируются управляющие импульсы Б, совпадающие во временис намагкячивающими импульсами положительной полярности (фиг, Зв). Навтором выходе Формирователя 6 в обоих режимах формируются импульсы Буправления вторым ключом 11, совпадающие во времени с промежуткамимежду намагничквающим импульсом положительной полярности и последующим намагничивающим импульсом отрицательной полярности (Фиг. Зг). Напервом выходе формирователя 6 формируются импульсы 11 сброса интегратора 9 (фиг. 3 д).Формирователь 3 раэмагничивающихимпульсов формирует последовательность разнополярных размагничивающихимпульсов тока Т , занимающих повремени промежутки между камагкйчи"вающими импульсами, причем поляр- эность размагничивающего импульсапротивоположна полярности предшествующего намагничивающего импульса(фиг, Зб). Протекание размагничивающих импульсов по обмотке 4 размагничивания создает в контролируемомсердечнике 7 соответствующие импульсы магнитного поля с амплитудой,меньшей амплитуды импульсов намагничивающего поля. В результате наложениянамагничивающих и размагничивающих импульсов на испытуемый сердечник 7 воздействует последовательность разнополяркых ступенчатых им3146 пульсов магнитного поля (фиг, Зе), В интервале времени с, С (фиг. Зе) при постоянном значении поля, равном + Н , происходит изменение магнитной2 финдукции сердечника 7 из состояния 1 в состояние 11 (фиг. 2) и в изме- . рительной обмотке 8 наводится импульс ЭДС Е положительной полярности (фиг. Зж). В интервале временипри постоянном значении поля, равном -Н происходит изменение ин" дукции из состояния 11 в состояние 111 (фиг. 2) и в обмотке 8 наводится импульс ЭДС Е отрицательной полярности (фиг, Зж), Аналогично в интервалах времени й,и С 4,при постоянных значениях поля соответственно -Н и +Н, индукция переходит из состояния 111 в состояние 17 и иэ состояния 17 в первоначальное состояние 1 (фиг, 2), при этом наводятся соответственно ЭДС Е и Е. Далее процесс периодически повторяется, причем индукция сердечника 7 изменяется по предельной петле гистерезиса, а изменение магнитного состояния происходит при постоянном значении магнитного поля, т.е, при обеспечении условий статического перемагничивания, При этом каждый цикл полного перемагничивания разбивается на четыре одинаковых интервала временив конце каждого из которых на управляющий вход интегратора 9 поступает короткий импульс сброса (фиг. Зд) с выхода формирователя 6, а максимальное напряжение на выходе интегратора, достигаемое в течение каждого иэ интервалов, пропорционально изменению индукции ЬВ на соответствующем интервале.В режиме установки первый ключ 10 пропускает на вход первого пикового детектора 12 только проинтегрированный сигнал Е (Фиг. Зж) в течение каждого цикла перемагничивания, и на первом пиковом детекторе 12 устанавливается уровень, пропорциональный изменению индукции ЬВ, при переходе из состояния 1 в состояние 11 (фиг.2), На вход второго пикового детектора 13 проходит через второй ключ 11 только проинтегрированный сигнал Е (в каждом цикле перемагничивания), и на выходе второго пикового детектора устанавливается уровень, про-. порциональный изменению индукции ЬВ при переходе из состояния 11 в сос 5850таяние 111 (фиг. 2), При увеличениис помощью формирователя 3 амплитудыразмагничивающих импульсов разностьмежду ЬВ, и ЬВ уменьщается и становится равной нуля при АВ,ЬВ з"Вэ, при этом становится равным нулю уровень на выходе вычитающегоблока 16, Дифференцирующий блок 15 1 О из импульсов управления первым ключом 10 формирует короткие корректирующие импульсы (фиг. Зз), частичносбрасывающие напряжение на первомдетекторе 12 перед поступлением оче" 15 редного сигнала на его вход, чтопозволяет при уменьщении величиныЬВ с ростом амплитуды размагничивающих импульсов сохранять соответствие уровня на выхбде первого пи кового детектора 12 величине измене.ни я индук ции А ВТаким образом, при нулевом уровнена выходе вычитающего блока 16 (соответственно при нулевом показании 25 второго регистрирующего прибора 18)показания первого регистрирующегоприбора 17 пропорциональны индукциинасыщения Вз, показания третьего регистрирующего прибора 19 пропорцио- ЗО нальны величине коэрцитивной силы Н .Переход из режима установки в режимизмерения осуществляется Фиксациейнулевого уровня на третьем выходеформирователя 6 управляющих импульЗ 5 сов, отключением Формирователя 3размагничивающих импульсов и сбросом второго пикового детектора 13.При этом на первом пиковом детекторе 12 остается уровень, пропорцио нальный Вэ, на третьем пиковом детекторе - уровень, пропорциональныйНс, а на выходе второго пикового детектора устанавливается уровень,пропорциональный разности индукции 45 насыщения В и остаточной индукции5В (так как точка 111 на Фиг. 2 соответствует состоянию В) и соответственно на выходе вычитающего блока16 устанавливается уровень, пропорциональный остаточной индукции Вг .Таким образом, в режиме измерениятри регистрирующих прибора одновременно показывают индукцию насыщения,коэрцитивную силу и остаточную индукцию контролируемого сердечника 7, 55а процесс контроля заключается вувеличении амплитуды импульсов размагничивающего поля до момента нулевого показания второго регистрирую65850 5 14 щего прибора 8 и в последующем переключении режима.Предлагаемое устройство характеризуется высокой точностью контроля вследствие полного обеспечения режима статического перемагничивання и ,определения изменений магнитных состояний только по максимальному уровню на интеграторе, достигаемому к моменту окончания перемагничивания. Формула изобретения У стройство для измерения параметров предельной статической петли гистере зиса, содержащее генератор намагничиваюших импульсов, выход которого подключен к входу Формирователя управлявших импульсов и к первому выводу намагничивающей обмотки, калиброванный резистор, один вывод которого подключен к общей шине и к первому выводу измерительной обмотки, последовательно соединенной с интегратором, первым ключом и первым пи"овым детектором, первый, второй и третий регистрирующие приборы, вычитающий блок, выход которого подклюен к второму регистрирующему прибору, второй ключ, выход которого соенен с входом второго пикового де,тектора, выход формирователя управтяющих импульсов подключен к второму входу интегратора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем что, с целью повыше ния точности измерениИ, оно снабжено5Формирователем размагничивающих импульсов, дифференцирующим блоком,третьим пиковым детектором, обмоткойразмагничивания, при этом Формирователь управляющих импульсов выполнен10 с дополнительным выходом, выход гене"ратора намагничивающих импульсов подключен к входу Формирователя размагничивающих импульсов, выход которогочерез обмотку размагничивания подключен соответственно к второму выводу калиброванного резистора и через третий пиковый детектор - к третьему регистрирующему прибору, второй выход Формирователя управляющихимпульсов соединен с управляющимвходом второго ключа, вход которогоподключен к выходу интегратора, третий выход формирователя управляющихимпульсов соединен соответственно ср 5 управляюпмм входом первого ключа ичерез дифференвирующий блок с вторымвходом первого пикового детектора,выход которого подключен соответственно к первому регистрирующему приЗ 0 бору и первому входу вычитаюшегоблока, второй вход которого соединенс выходом второго пикового детектора,второй вывод намагничиваюшей обмоткиподключен к обшей шине,1465850 Составитель Ф.ТарнопольскаяРедактор С.Лисина Техред Л. Олийнык орректор Л. Пата тета до изобретениям и откр ва, 3-35 Раушская наб., д. тельский комбинат ффПатент", г, Ужгород, ул. Гагарина,10 роизводствен Уу Ф аказ 943/48ЯИИПИ Госуда Тираж 7 венного коки 113035, Моск Подписное ытияи при ГЕНТ 45