Устройство для исследования эффекта баркгаузена

Номер патента: 557335

Авторы: Казаков, Чернокоз, Шингарев

ZIP архив

Текст

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДБИЛЬСТВУ Сотоз СоветскихСоциалистическихРеспубликсудврственныи комитетовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 07.07.7 Ю 72) Авторы изобретения Т, Шингаре) Заявител ЕКТА НИ предстьизобя в ото ависим Цель измере вания. Достигается заданная цель тем, что устройство для исследования эффекта Баркгаузена, содержащего блок намагничивания, выход которого соединен с обмоткой намагничивания и последовательно соединенттым резистором, измерительную обмотку, соединенную с последовательно включенными усилителями, фиксатором уровня, ключом и интегрируюшей цепью, пороговое устройство,вход которого соединен с выходом фиксатора уровня, а выход с управляОшнм входом ключа и выходом дифференцпруюшейцепи и самописец и О дк 21 юч е т.: 11: 1, м с.жду 00моткой намагнттчиван 1;я 11 пе.псттгр 1 г.,т, с;1 ООжено т 11 емя 1:.; - .е. -еру 101 п 1.;1: .".е,:ями 1 допОлнителыР 1 м уо 11;1 нте.:.:м 1":1 яг 1 л 1 п " 11 комт.туТируЮШИМ 2 С тг 1., Ет. 11 ВХРКО,ОРОГО чеР ез пеРт Ую 1 1 те 111.11 :.пб тое 111 сс п 11 -иенс выходом Аписа-: .,;, г-.,С ВЫХОДОМ ДЕПИтЕПЯ П.1 П 1 г-:;Я:,.:ОД КО.. Казаков, А, Я, Чернокоз димирский политехнический институт 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛБАРКГАУЗЕ НА Изобретение относится к исследованиюфизических свойств материалов предназна 2чено цпя исследования эффекта Баркгаузена в ферромагнетиках.Известно устройство для исследования 5эффекта Баркгаузена, содержащее намагничивающее устройство, намагничиваюшую измерительную обмотку и включенную на еевыходе измерительную цепь 11,Недостатком известного устройства яв Оляется низкая точность измерения,Наиболее близко к предлагаемому устройство, содержащее блок намагничивания, усилитель, фиксатор уровня, пороговое устройство, ключ, интегратор, дифференцирующая 15цепь, двухкоординатный самописец .21.Недостатком этого устройства являетсяневозможность исследования эффекта Баркгаузена в режимах перемагничивания, отличных от лттнейного изменения напряженности 20дВ дфГмагнитного полЯ, напРимеР=сотот, д =дФ=Петти н - : со 11 М применение которых позво-лино бт 1 значительно расширить программу исси.;дов 1 н 11 п, Кроме того, известным устройстд+Г".епьзЯ РегистРиРовать зависимость д - = Йн 1,25 тавпяет бопьцптй интерес, чемсретейия - повышение точностиазличных режимах намагничи-СОТ 151 =сОП 5е торого соединен с выходом второй интегрирующей цепи, а второй вход-с выходом третьей интегрирующей цепи; третий вход коммутатора также соединен с выходом третьей интегрирующей цепи; четвертый его вход с выходом интегратора, пятый - с выходом самописца, а выход коммутатора через дополнительный усилитель соединен с управляющим входом бпока намагничивания, вход второй интегрирующей цепи соединен с выходом порогового устройства, а вход треть ей интегрирующей цепи - с выходом дифференцирующей цепи,Функциональная схема устройства представлена на фиг. 1. На фиг. 2 представлено устройство, выполненное в виде двух переключателей на четыре положения каждый.Схема состопт из намагничивающего устройства 1, первичного преобразователя, усилителя 2, фиксатора уровня 3, ключа 4, порогового устройства 5, интегратора 6, дие. ференцирующей цепи 7, трех интегрирующих цепей 8-10, аналогового делителя 11, усипитепя 12, коммутирующего устройства 13 и двухкоординатного самописца 14.При изменении тока в намагничиваюшей цепи в измерительной обмотке певи ного преобразователя индуцируются импульсы э, д. с., соответствующие скачкам Баркгаузена:ЗО б ее с 1 е ке,ъ)=- - ,:-чч,вае=-,а,в,",Ж5 кгде ю - число витков измерительнойобмотки;- скорость приращения плошадиаьпоперечного сечения К-того домена;В - нормальная составляющая магпкнитной индукции в образце при скачке намагниченности,40Из Ь) следует, чтокЕ Ма=- 1 В а=- Вк дЬ,К2ПК 2 ТЗН КсГде 1, - длительность К-того скачка 45кБаркгаузена;А 5 к - приращение плошади доменарезультате К-того скачка,При этом эквивалентное приращение индукции в результате скачкообразного изменения намагниченности В Ь 5 тн) 4где Ь - площадь поперечного сечения первичного преобразователяюИмпучьсы э, д. с. измерительной обмотки через усилитегпь 2 поступают на фиксатор уровня 3, поддерживающий заданное напряжение на входе порогового устройства 5.Отсюда сигнал поступает на интегрирующую цепочку 8 и пороговое устройство 5, вырабатывающее прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, длительность которых равна длительности скачков Баркгаузена. Эти импульсы открывают ключ 4, через который с фиксатора уровня 3 на интегратор 6 поступают импульсы, соответствующие скачкам Баркгаузена. Кроме того, импульсы с порогового устройства 5 поступают на дифференцирующую цепь 7 и интегрирующую цепь 9. С дифференцирующей цепи 7 через диод, отсекаюший отрицательные импупьсй, с частотой следования, пропорциональной длительности скачков Баркгаузене, импульсы постоянных амплитуды и длительности поступают на интегрирующую цепь 10. Отсюда на первый вход делителя 11 подается напряжение, пропорциональное числу скачков ь Й, а на второй вход с интегрирующей цепи 8 - напряжение, пропорциональное про- изведениюЮ, дй С делителя 11 снимается напряжение, пропорциональное усредненной длительности скачка Баркгаузена С интегрирующей цепи 8 снимается напряжение, пропорциональное Ь В.Устройство позволяет исследовать скачкообразные изменения намагниченности в четырех режимах; ьЧ, ьВ =сол 51 =сопэ 1, ь 1дт,ЕСЛИ ГОРИЗОНТаЛЬНЫй ВХОД ДаВУжООРДИНаЧ- ного самописца соединить с эталонным резистором, то в зависимости от того, какой сигнал поступает на вертикальный вход самописца с коммутирующего устройства 13, самописец регистрирует различные зависимости параметров скачков Баркгаузена.Покажем возможность регистрации этих И зависимостей,дН1. Режим = сопй Переключатель15-в подожении 2 .а) Если переключатель 16 находится в положении "аф, на интегрирующую цепь 8 с 26 фиксатора уровня 3 поступает ряд последовательных импульсов, соответствующих скачкам Баркгаузена. В этом случае перо самописца отклоняется согласно выражениюС, дй Г,Ч= - Е Е И)сНК,д к кгде С, - чувствительность самописца по каналу " у ф;д 1 - постоянная времени интегрирующей цепи 8;Л Й - число импульсов в интервале усреднения.Последнее выражение с учетом (2) имеет виду лвУц. КО д 1Так как напряженность магнитного поляизменяется по динейному закону =А, 4 ЬьНг4 йКАС Е ьВкйй ьйИз последнего выражения видно, что са мописец регистрирует зависимость= ЙН)АНб) Если переключатель 16 находится в положении о ", перо самописца отклоняется согласно выражениюдй= 5 осу1 ьгде 50 - вольт-секундная пдощадь импульса постоянных амплитуды и длительности. 60С учетом линейности изменения напряженности магнитного поля последнее выражение приводится к видудй ьйо дн ьН(:Д ЬС =Кт, е. самописец регистрирует зависимость,Е ьСкУ= =К =К 1;5 дальмс.где Уо - амплитуда импульсаТаким образом, самописец регистрирует зависимость усредненнои длительностискачков Баркгаузена от напряженности маг"нитного поля Г : 1(.Н)г) Переключатель 16-в положении " г ",В этом случае на вертикальный вход са лописца с интегратора 6 поступает напряжение М И кВй)= Б ьВ =си ЕЕ П)сИ,к: к к=огде Й - текущее значение числа скачковБаркгаузена.Из последнего выражения видно, что самописец регистрирует петлю гистерезиса,обусловленную скачкообразными изменениями намагниченности,2. Режим - =сот 51 Перекдючатедь 15 в43дРположении ф д ф. В этом режиме зависимости регистрируются при положениях "о фи "о" переключателя 16,а) Переключатель 16 в положении "Е",Отклонение пера самописца в этом случаеопределяется выражением (4) С учетомлинейности изменения индукции Э = А 1 этовыражение приводится к видус д":КьВЬВи самописец регистрирует зависимостьь м (ВдВ7б) Переключатель 16 в положении "8 ", В этом случае отклонение пера самописца определяется выражением (5), и самописец, на горизонтальный вход которого подается напряжение пропорциональное индукции, регистрирует зависимость 1 = ЙВ)3. Режим - :сомМерекпючатепь 15Лв положении "д ф.В этом режиме зависимости регистрируются при попожениях "о." иф переключателя 1 5 и на горизонтальный вход самописца подается напряжение, пропорциональное усредненной длительности скачков Баркгаузена, изменяющееся по законуч=Г:А 1(6) Ф Уа) Переключатель 16 - в положении а При этом отклонение пера самописца опредепяется выражением (3) . Учитывая (6), полу чаем дМкс А" Е двьВУ 1)д 6 дг Из этого выражения следует, что самописец регистирует зависимость = ( )д=(н)б) Перекпючатепь 16 в положении Отклонении пера самописца с уччетом (6) определяется выражениемдйУ 5 С А= - =1ч дГ 7 дсчьЧ:А(7) и ф,а) Переключатель 16-в положени й.ф, Отклонение пера самописца ус четом (7) принимает вид дй КС А"; дВ,к-.а д Н Следовательно, самописец регистрируютзависимостьсру 1 Фб) Переключатель 16-в положении 4В этом спучае отклонение пера самописцаопредепяется выражением (5), которое сучетом (7) приводится к виду дйчо ЕК "Г 5 Ы дй4. Режим -сотй Переключатель 15ь 6ф 8 ф , а перекпючацаходится в попожении8тень 1 может н10 находиться либо в положе- случае на горизонтапьныйвход самописца по дается напряжение, пропорц ионапьное чис- еняетпу скачков Баркгаузена, которое изменя ся по закону т. е. самописец регистрирует зависимость- : (М) Таким образом, устройство позвопяетзначительно расширить программу исследобвания скачкообразных изменений намагниченности в ферромагнитных материалах.10 Формула изобретенияУстройство дпя исследования эффектаБаркгаузена, содержащее бпок намагничивания, выход которого соединен с обмоткой 1 б нб намагничивания и последовательно соединенным резистором, измеритепьную обмотку,соединенную с последовательно вкпюченными усилителями, фиксатором уровня, кпючом и интегрирующей цепью, пороговое уст ройство, вход которого соединен с выходомфиксатора уровня, а выход - с управпяюшим входом кпюча и входом дифференцируюшей цепи и самописец, подключенный между обмоткой намагничивания и резистором, 25 о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепьюповышения точности измерений в различныхрежимах намагничивания, оно снабжено тремяинтегрирующими цепями, дополнительнымУ сипитепем, делителем напряжения и комму тирующим устройством, первый вход которого через первую интегрирующую цепь соединен с выходом фиксатора уровня, второйвход - с выходом делителя напряжения, первый вход которого соединен с выходом вто рой интегрирующей цепи, а второй вход - свыходом третьей интегрирующий цепи, третий вход коммутатора также соединен с выходом третьей интегрирующей цепи, четвертый его вход - с выходом интегратора, пя тый - с выходом самописца, а выход коммутатора через дополнительный усипитепь соединен с управпяюшим входом блока намагничивания, вход второй интегрирующей цеписоединен с выходом порогового устройства, ф а вход третьей интегрирующей цепи- с выходом дифференцирующей цепи.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,"1, Успехи физических наук, т, 101,вып. 3, 429.2. Исспедования в области магнитных бб измерений, Труды метропогическик институтов СССР, вып. 152 (212), 1972,Редак аказ 842/58 ЦНИИПИ Тираж 1101 Государственного комило делам изобрете 1 1 30 35, Москва, Ж.Тодписное ета Совета Министров ССС

Смотреть

Заявка

2178925, 10.10.1975

ВЛАДИМИРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАЗАКОВ НИКОЛАЙ СТЕПАНОВИЧ, ЧЕРНОКОЗ АЛЕКСАНДР ЯКОВЛЕВИЧ, ШИНГАРЕВ АЛЕКСАНДР ТИМОФЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 33/12

Метки: баркгаузена, исследования, эффекта

Опубликовано: 05.05.1977

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-557335-ustrojjstvo-dlya-issledovaniya-ehffekta-barkgauzena.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для исследования эффекта баркгаузена</a>

Похожие патенты