Осциллографический феррометр

6 и бл я ы: Союз Соеетскии Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТИЬСТВУ(51) М,33/1 Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытийДата опубликования описа 01.03,77(72) Авторы изобретени Дерига П, Еки М. Могилевский,(71) Заявите( 54) фЕРРОМЕ Изобретение относится к технике быстрых магнитных измерений ферромагнитных образцов и изделий стержневых форм в сильных переменных магнитных полях.Известен осциллографический феррометр 5 по авт.св. Б 192937, недостатками которогэ являются значительная трудоемкость и низкая точность определения козрцитивной силы и остаточной намагниченности, дифференциальной проницаемости и потерь, 10 отсчитываемых по экрану ЭЛТ (электроннолучевой трубки), калибруемому по параметрам верщины петли перемагничивания, Низок также коэффициент использования экрана - ЭЛТ вследствие невозможности 15 учета нелинейных искажений, вносимых ей,Предложенный феррометр отличается тем, что он снабжен стробирующим преобразователем, преобразователем мгновенных значений 3 и Н в постоянное напряжение, 20 блоком вычисления дифференциальной магнитной проницаемости и восприимчивости, блоком вычисления полных потерь, блоком формирования масштабно помеченных координатных осей- намагничивания и Н - на пряженности магнитного поля, дифференциатором и автокоммутатором с переключателем фазы Н, функциональносвязанными между собой.На чертеже изображен феррометр, Намагничивающее устройство в виде пэнижаюшего трансформатора 1 имеет одновитковую вторичную обмотку 2, в которую включен эллипсоидальный соленоид 3, В последнем установлены измерительная и компенсационная катушка канала 3 4 и датчик поля Н 5. В измерительных каналах включены фазокорректоры 6, интеграторы 7 масщтабно-делительные звенья 8, сумматор 9, связанный с ними переключателем, и дифференциатор 10, Выход дифференциатора связан со входами блоков вычисления дифференциальной проницаемостиро 11 и вычисления потерь 12, Вход дифференциатора соединен со входами автокоммутатора 13, блоков измерения мгновенных значенийи Н 14 и формирования изображения осей 15Блок формирования строб-импульсов 16 включает преобразователь 17 синусоидального сигнала в прямоугольный того же пеИнститут физики им. Л. В, Киренскэгэ и Нэвэсибирскийсударственный ордена фЗнак Почета" завод тэчнэгэ машинэстрэени351риода, выход которого соединен со входомтриггера 18, делящего частоту следованияпрямоугольных импульсов на два выходкоторого соединен с одновибратором 19через регулируемый от 0 до Т элементзадержки 20. Одновибратор 19 формирования прямоугольного строб-импульса черезинвертируюший усилитель 21 связан с модулятором 22 ЭЛТ 23 и с входами амплитудных модуляторов 24-27 блоков иъ.мерения мгновенных значений Э Н, 14, вьчисления р д 11.Блок 14 измерения мгновенных значений 1 и Н включает амплитудные модуляторы 24 и 25 каналов Н и Э управляемыестроб-импульсами с усилителя 21, на выходе которых включены амплитудные детекторы 28, 29, 3 и Н, соединенные с показывающими приборами 30 и 31, чувствительными к полярности сигналов и градуированными в масштабных единицах намагниченности 3 и поля Н,Блок 11 вычисления дифференциальнойпроницаемости и восприимчивости включает амплитудные модуляторы 26 и 27 каналов Н и 3, управляемые строб-импульсомусилителя 21, выходы которых соединеныс амплитудными детекторами 32 и 33, изкоторых первый соединен с ключом 34,выход которого связан с преобразователем35 напряжения во временной интервал, выход последнего соединен с одним входомтриггера 36, а другой вход которого соединен с тактовым генератором 37. Вьход триггера 36 соединен со входами управления ключа 34 и амплитудного модулятора 38,Выход амплитудного модулятора 38 связан через фильтр 39 с показываюшим прибором 30, градуированным в масштабныхединицах/О дБлок 12 включает схему сложения 40с квадратом 41 на выходе и схему вычитания 42 с квадратом 43 на выходе. Причем выходы блоков 41 и 43 соединены совходом схемы вычитания 44, выход которойсоединен с интегратором 45. Выход последнего связан со входом показываюшего приб-ра 30, градуированного в масщтабныхединицах полных потерь.Блок 15 включает генератор импульсовпометки осей 46, вход которого соединенс выходом масщтабного звена 8 канала Н,а выход с последовательно соединеннымидесятичными делителями частоты 47 и 48,управляющими генератором пилообразногонапряжения 49, Выход генератора 49 связансо входами схем сравнения 50 и 51 каналов 3 и Н, вторые входы которых соединены с входами дифференциатора 10 каналаи звена 8 каналами Н, Выходы схем срав 00814 б Ф 5 39 ЗО О(О /сН,) сЭЬН(д = ДН = д тактовый автогенератэр прямоугольных импульсов периода Т 37 эпрокидьжает триггер 36, открьваюший ключ 34 и амплитудный модулятор 38, и на преобразователь 35 поступает сигнал с детекторе канале Н нения 50 и 51 соединены со входами схемсовпадения 52 и 53, вторые входы которыхсвязаны с выходами триггера 54. управляемого сигналом делителя 48, а выходы схемсовпадения 52 и 53 соединены с управляюшими входами ключей 55, 56 в каналах3 и Н вторые входы которых соединеныс выходом генератора 49. Выходы ключей55 и 56 связаны со входами автокэммутатора 13, с которыми также соединены выходы схем совпадения. 57 и 58 каналов 7 иН, входы которых соединены с выходамиделителя 47, выходом генератора 46 и выходом триггера 54, Выходы автокоммутатора 13 соединены с отклоняюшими пластинами 59 ЭЛТ 23,Феррометр работает следуюшим образом.Сигналы датчиков сООФ и дН 0+ поступают в каналы Э и Н, где корректируются фазокорректорами, интегрируются интеграторами, приводятся к едиэму масщтабу и через переключатель поступают насумматор или непосредственно на дифференциатор, В первом случае сумматор выполняет операцию В=Н+ 3 и с выхэда аифференциатора снимается сигнал дВЬ 1, вовтором случае - сигнал сДОСигналН ( т ) преобразуется в прямоугольные импульсы, запускаюшие триггер 18, прямоугольные импульсы заданной длительностикоторого задним фронтом запускают одньвибратор 19 строб-импульса длительностимного меньщей периода поля, пэступакхдего на моделируюший электрод 22 ЭЛТ ификсирующего яркостной меткой точку наблюдения на петле перемагничивания, индуцируюшейся на экране ЭЛТ при подачесигналов 3 ( с ) и Н ( 1 ) через автокоммутатор 13 на пластины ЭЛТ, При этомпараметры 3 и Н в фиксированной яркостной меткой точке петли отсчитываются покалибраторам, для чего сигналы( 1 ) иН ( т ) подаются на амплитудные модуляторы блока 14, управляемые указаннымстроб- импульсом, и детектируются,Одновременно сигналы ЬЗЬ или дф/(й и дН(сФ поступают на входы амплитудных модуляторов 26 и 27, управляемыхтем же строб-импульсом и детектируютсяамплитудными детекторами 32, 33, Юлявычисления дифференциальной восприимчивости делением этих сигналов в заданнойточке51 преобразуемый им в интервал временис 1 ОЯНКА)в конце которого преобразовательН генерирует короткий импульс, возвращающий триггер 36 в исходное положение, при котором ключ 34 и модулятор 38 заперты и т.д. На выходе амплитудного модулятора 38 последовательность импульсов длительности гн и периода Т имеет амплитуду (с)3 с(1), а среднее значение ее(,( =О(сОсй)О(д 3 д 1)и =КСР Р (,ИН/с)) где К- масштабный коэффициент.Сигнал с фчльтра 39 ненулевых частотпоступает на показывавший прибор 30. Дляточного измерения коэрцитивной силы Няркостная метка выводится в положение,при котором дифференциальная восприимчивость достигает максимума и Н отсчитывается по прибору 31,ф Для точного измерения остаточной намагниченности 3, или В автокоммутатор 13периодически через период частоты намагничиьаюшего поля переключает фазу сигнала Н,В результате на экране ЭЛТ индуцируетсясовмещенное изображение петли перемагни- .чивачия и ее зеркального огображенияотносительно оси , Я ркос гная меткаа фиксируется в точках пересеченияветвей э гих пегель и 3 отсчитывается по прибору 30. Одновременно осущесгвяегся контроль размагниченности измеряемых образцов по симметрии огносигельно оси Н дифференциальной воспримчивосги в ценгрально-симметричных гочкахпетли.,ля вьгдлсления полных потерь сигналаП ц+ или ОВд 1 иН(1)поступают на входы с.сем вычитывания и сложения блока 12,в котором на вьпсоде схемы вычитания 44реализуется операция Я 3 +Н, - (Ы -Н) == 4 Н сЭ, а на выходе интегратора 45 сигнал О = 4 о оН с 1- =(где К р - масштабный коэффициент потерь;Р - полные потери,Блоком вычисления потерь 12 прибораттестуется эталонным образцом, аттестованным органами Госстандарта по полнымпотерям Р в режиме насыщения 1 придостижении постоянного уровня отсчета потерь по прибору 30. Яркостная метка выводится при этом на вершину петли, а показывающийприбор градуируется величиной ЭтдДля непосредственного документирования измеряемых образцов воспроизведениемиэображения петли пер емагничивания и уменьщения погрешностей отсчета вследствие нелинейных искажений, вносимых ЭЛТ и тем са 0081 6 б Ф )Ь а 36 мым увеличения коэффициента использования экрана введен блок индикации калиброванных помеченных координатных осей, работающих следующим образом.Генератор коротких импульсов масштабной пометки осей 46, синхронизированный с сигналом Н, частота которого целится дважды в отношении 1;10 делителями 47 и 48, задает длительность пилообразных импульсов генератора 49.Амплитуда пилообразного напряжения генератора 49 ограничивается до величин, равных амплитудам сигналов Ни Эпосредством схем сравнения 50 и 51, сигналы с выхода которых через такт открывают ключи 55 и 56 при помощи схем совпадения 52 и 53, на вторые входы которых подаются тактовые амплитуды от триггера 54, управляемого сигналами с делителя 48 генератора масштабной пометки осей. Пилообразные сигналы с ключей, имеющие амплитуды Н , и 3 , поступают на автокоммутатор 13, который через период намагничива ющего поля подае г и х ча плас тины ЭЛТ, чередуя их с подачей сигналов Н ( т ) н 3 ( с ). Наложечием импульсов масштабной пометки с генератора 46 и делителя 47 образуют импульсы масштабной шкалы, которые схемами совпадения 57 и 58 подаются на отклоняющие пластины в тактовые промежутки между прохождением пилообразных напряжений, чем обеспечивается равномерность свечения изображений петли, осей и десятичной пометки.Ф ормула изобретения 1, Феррометр для осциллографического измерения магнитных характеристик стержневых образцов магнитогвердых материалов по авт св, М 192937, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он снабжен стробируюшим преобразователем, преобразователем мгновенных значений 3 и Н в постоянное напряжение, блоком вычисления дифференциальных магнитных проницаемости и восприимчивости, блоком вычисления полных потерь, блоком формирования масштабно помеченных координатных осейи Н, дифференциатором и автокоммутатором с переключателем фазы канала Н, причем вход стробируюшего преобразователя соединен с выходом масштабного звена канала Н, а выход - с модулируюшим электродом ЭЛТ и амплитудными модуляторами блоков преобразования мгновенных значе ний Э и Н и блоком вычисления)одилид входы преобразователей мгновенных значений соединены с выходами масштабного звена канала Н и интегратора или сумматора каналами; входы блока вычисления рдыооили соединены со входами интегратораканала Н и выходом дифференциатора канала 3 входы блока вычисления потерь соединены с выходами дифференциатора каналаи масштабного звена канала Н; а выходыназванных блоков соединены с соответствующими калибраторами, проградуированнымив масштабных единицах магнитных величин;вход блока формирования осейи Н соединен с выходами масштабного звена каналаН и дифференциатора канала ,а выход -збс пластинами ЭЛТ через автокоммутатор,вход которого соединен с выходом масштабного звена канала Н,2. феррометр по п. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что стробирующий преобразователь снабжен инвертирующим усилителем,соединенным с модуляторами преобразователя мгновенных значений 3 и Н, а вход 818его соединен с формирователем стро-импульса.3. Феррометр по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок формирования калиброванных осей включает генератор импульсов масштабной пометки, вход которого соединен с выходом масштабного звена канала Н, а выход соединен с последовательными масштабными, например десятичными, делителями частоты, соединенными с гене. ратором пилообразного напряжения, а выход последнего соединен сс входами схем сравнения 3 и Н, вторые входы которых соединены со входом дифференциатора канала Э и выходом масштабного звена канала Н, причем выходы схем сравнения соединены со схемами совпадения, ключами в каналахи Н и триггером, а выходы клю. чей - со входом автокоммутатора.510081 приянов За 5361/1 63 Тираж НИИПИ Государственного к По делам иэо 113035, Москва, Ж1029 Подпис омитета Совета Мини бретений и открытий 5, Раушская наб., д. в ССС 4/5 лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна Составитель И. АрдашеваРедактор О. филиппова Техред М, Левицкая Корректор