Устройство для определения магнитных свойств образцов магнитомягких материалов

Союз Советских Социалистических Республик,Государственный коните СССР по делам изобретений и открытий23) Приоритет Опубликовано 2 5.12.79. Бюллетень Йо Дата опубликования описания 25.12,7(72) АвтОР изобретени М имце 1) Заяеител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХСВОЙСТВ ОБРАЗЦОВМАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛО 2 Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения магнитныхсвойств ферромагнитных материалов ирегистрации с помощью самопишущегоприбора периодических быстроменяющихся сигналов, получаемых при перемагничивании образцов таких материалов,Известны стробоскопические устройства для исследования магнитныхсвойств образцов ферромагнитных ма"териалов. Такие устройства содержатисточники намагничивающих токов,стробоскопические смесители, интег-раторы, систему сдвига стробимпульсов. В таких устройствах сигнал,про-,порциональный скорости изменения магнитной индукции, получают на вто"ричной измерительной обмотке. испытуемого образца, а сигнал, пропорциональный скорости изменения напряженности магнитного поля, - на вторичной обмотке катушки взаимной индуктивности, первичная обмотка которой последовательно соединена снамагничивающей обмоткой образца 111Однако точность измерений свой"ств магнитных материалов с помощью таких устройств недостаточна. Проис,ходит это из"за того, что шаг стробирезания остается постоянным при любой скорости изменения исследуемыхсигналов. При этом происходит частичная потеря информации, что и снижаетточчость измерений,Наиболее близким по техническойсущности является устройство, которое содержит последовательно соединенные задающий генератор, генераторнамагничивающего тока,намагни-чивающую обмотку испытуемого образцаи резистор, последовательно соединенные измерительная обмотка образца, первый стробоскОпический смеситель, первый фильтр-усилитель и первый интегратор, подключенные к резистору последовательно соединенныевторой стробоскопический смесительи второй фильтр-усилитель, последовательно соединенные генератор быстрого пилообразного напряжения,элемент сравнения и формировательстробимпульсов, выходом подключен"ный к вторым входам смесителей, гене-ратор медленного пилообразного напряжения, последовательно соединен"ные выпрямитель, второй интегратори блок вычитания, при этом вход вы прямителяприсоединен к выходу первогофильтра усилителя, выход генератора медленного пилообразного напряжения - к второму входу блока вычитания, а выход последнего - к5второму входу элемента сравнения (2 .В этом устройстве уменьшаетсясдвиг стробимпульсов и увеличиваетсяВремя регистрации части сигналов,гдескорость изменения магнитного по- )Отока оказывается достаточно большой. Однако возможны случаи, когда магнитный пЬток изменяется медленно посравнению с изменением напряженностимагнитного поля (например, при испытаниях образцов материалов при заданной импульсной напряженности магнитного поля) . Поскольку коррекция сдвига стробимпульсов и нремя регистрации . сигналов осущестйляется только н зависимости от скорости изменения магнитного потока, появляется погреш-, ность, обусловленная потерей информации в канале измерения напряженности магнитного поля.25Целью изобретения является повышение точности измерения свойствмагнитных материаЛов.Для этого в устройство для определения магнитйых свойств образцов 30магнитомягких материалов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, генератор намагничинающего тока, намагничивающую об"мОтку и первичную обмотку катушки 35взаимной индуктивности, последовательно соединенные измерительную обмотку образца, перный стробоскопический смеситель, первый фильтр"усилитель и первый интегратор, подключенные квторичной обмотке взаимной индуктивности последовательносоединенные второй стробоскопическнйсмеситель, второй фильтр-усилительвторой интегратор, последовательно 45соединенные генЕратор быстрого пилообразного. напряжения, элемент сравнения и формирователь стробимпульсов,выходом подключенный к вторым входамобоих стробоскопических смесителей,генератор медленного пилообразногонапряжения, соединенный с одним извходов блока вычитания, к второмувходу которого подключен третий интегратор, а к выходу - второй входэлемента сравнения, выпрямитель, под "ключенйый к выходу первого фильтраусилителя, введены два ключа, второйвыпрямитель, присоединенный к второмуфильтру-уснлителю, блок сраннеииявыпрямленных напряжений, входы ко.-, 60 "торого подключены к выходам выпрямителей, а выходы - к первым входам клю.чей, вторые входы которых подключенык выходам выпрямителей, а выходы -к входу третьего интегратора.65 На фиг. 1 показана структурнаяэлектрическая схема устройства, нафиг. 2 - временные диаграммы работыустройства.Устройство содержит задающий генератор 1, генератор 2 намагничивающих импульсов тока, намагничивающаяобмотка 3 испытуемого образца, ис"пытуемый образец 4, измерительная обмотка 5 испытуемого образца, первичная обмотка б катушки взанмной индуктивности, вторичная обмотка 7катушки взаимной индуктивности,стробоскопические смесители 8, 9 каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля соответственно, фильтр-усилитель 10 канала измерения индукции, Фильтр-усилитель11 канала измерения напряженностимагнитногО пбля, интегратор 12 канала измерения индукции, интегратор 13 канала измерения напряженности магнитного поля, ныпрямители14, 15 каналов измерения индукциии напряженности магнитного поля соответственно, блок сравнения 16выпрямленных напряжений ключи 17,18 каналов измерения индукции инапряженности магнитного поля соответственно, формирователь 19 стробимпульсов, элемент сравнения 20,генератор 21 быстрого пилообразногонапряжения, генератор 22 медленногопилообразного напряжения, блок вычитания 23, интегратор 24 цепи обратной связи,Устройство работает следующимобразом,Сигналами задающего генератора 1запускается генератор 2 намагничивающих импульсов тока, поступающих вйамагничивающую обмотку 3, испытуемый образец 4 перемагничивается, ив измерительной обмотке 5 наводитсяэлектродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная скорости изменения магнитного потока (индукции) в образце,Этот сигнал поступает в смеситедь 8В смеситель 9 поступает ЭДС, пропорциональная скорости изменения напряженности магнитного поля, наведеннаяво вторичной обмотке 7 катушки взаимной индуктивности при протеканиинамагничивающего тока по первичнойобмотке б, последовательно соединененой с намагничивающей обмоткой испытуемого образца,От задающего генератора 1 также запускается генератор 21 быстрого пилообразного напряжения, Напряжение быстрой пилыф поступает на один из входов элемента сравнения 20, на второй вход которого поступает напряжение медленной развертки. В моменты равенства напряжения быстрого пилообразного и медленной развертки на выходе элемента сравнения 20 появляются импульсы, сдвинутые во времени относительно импульсов задающего генератора,Сдвиг во времени получаемых импульсов будет пропорционален мгновенным значениям сравниваемых напряжений, Так как скорость изменения быстрого пилообразного напряжения выбрана постоянной, то, следовательно,изменение временного сдвига импульсов будет определяться мгновеннымзначением напряжения медленной развертки.С выхода элемента сравнения 20импульсы поступают в формирователь 19стробимпульсов, Последние поСтупаютв смесители 8 и 9,В результате взаимодействиястробимпульсов и сигналов, поступающих от испытуемого образца, смесители 8, 9 вырабатывают сигналы, следующие затем в фильтры-усилители 10и 11, На выходе фильтра-усилителя 10получают трансформированный во времени сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока(индукции) ан /дс,а на выходефильтра-усилйтеля 11 - сигнал, пропорциональный скорости изменениянапряженности магнитного поляаца.Далее сигнал с выхода фильтраусилителя 10 поступает в интегратор 12, на выходе которого получают напряжение, пропорциональноемагнитному потоку (индукции) ц,с выхода Фильтра-усилителя 11 сигналпоступает в интегратор 13, на выходекоторого получают напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля цС выхода фильтра-усилителя 10, напряжение, пропорциональное скоростиизменения магнитного потока (индукции) в образце, (фиг.2 а) поступаетв выпрямитель 14, где происходит выделение сигнала, пропорциональногомодулю входного(фиГ, 26), Напряжение с выхода фильтра-.усилителя 11поступает в выпрямитель 15, где также осуществляется выделение сигнала,пропорционального модулю входного.Затем напряжения с выходов выпрямителей 14, 15 поступают на входы блока сравнения выпрямленных напряжений 16, В этом блоке происходит сравнение модулей напряжений, пропорциональных скорости изменения магнитного потока и скорости изменения напряженности магнитного поля, и выработка сигналов управления ключами 17, 18Причем сигнал управленияоткрывает ключ, на вход которогопоступает большее напряжение. В соответствии с этим сигнал на вход интегратора 24 поступит через ключ 17,если на его вход поступило большое напряжение от выпрямителя 14. Еслибольший сигнал поступил от выпрямителей 15 на вход ключа 18, то с выхода последнего поступит напряжениена вход интегратора 24.5 Проинтегрированное напряжение(Фиг. 2 в) с выхода интегратора 24поступит на один из входов блока вычитания 23, на второй вход которогоот генератора 22 поступает медленное пилообразное напряжение (фиг,2 г),Иэ блока 23, где осуществляется вычитание поступающих напряжений,напряжение медленной разверткиор (фиг,2 д) поступает на одиниэ входов элемента сравнения 20, Навыходе блока вычитания 23 напряжениемедленной развертки оказываетсяуменьшенным на величину, пропорциональную изменению магнитного потока 2 О (индукции) или напряженности магнитного поля в образце, в моменты, когда происходят эти изменения, Этоприводит к уменьшению временногосдвига стробимпульсов и увеличениювремени регистрации части сигналов,где скорость изменения магнитного,потока (индукции) или напряженностимагнитного поля в образце оказывается достаточно большой (фиг,2 д)Таким образом, предложенное устройство позволяет снизить погрешность измерения и регистрации сигМалов, получаемых при перемагничи-.вании образцов магнитных материалов. Снижение погрешности обеспечивается эа счет уменьшения шагастробирования и увеличения временирегистрации части сигналов, гдескорость их изменения достаточновысока. Это позволяет применить для 40 регистрации преобразованных сигналоввысоко точные, но инерционные приборы.45формула изобретенияУстройство для определения магнитных свойств образцов иэ магнито-мягких материалов, содержащее пос ледовательно соединенные задающийгенератор, генератор намагничиваю-щего тока, намагничивающую обмоткуи первичную обмотку катушки взаимнойиндуктивности, последовательно сое диненные измерительную обмотку,пер"вый стробоскопический смеситель,первай фильтр-усилитель и первый интегратор, подключенные к вторичнойобмотке катушки взаимной индуктивности последовательно соединенные .второй стробоскопический смеситель,второй фильтр-усилитель и второйинтегратор, последовательно соединенные генератор быстрого пилооб разного напряжения, элемент сравнения и формирователь стробимпульсов, выходом подключенный к вторым входам обоих стробоскопических смесителей, генератор медленного пило образного напряжения, соединенный с одним из входов блока вычитания, 5 и вторбму входу которбго подключен третий интегратор, а к выходу -. второй вход элемента сравнения, выпрямитель подключенный к выходу первогофильтра-усилителя, о т л ич а Ю щ и й ся тем что, сцелью повышения точности измерения, в. него дополнительно введены дваключа, второй вйпрямитель, присоединенный к второму фильтру-усилителю, блок сравнения выпрямленных напряжений;входы которого подключены к выходамвыпрямителей,. а выходы - к первымвходам ключей, вторые входы которыхподключены к выходам выпрямителей,а выходы - к входу третьего интегратора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Чернышев Е,Т, и др, Магнитные изменения, М Комитет Стандартов, 1969, с. 692. Заявка 9 2454057/21, по которой приняторешение о выдаче авторского свидетельства,оставитель Е, Д ехред И, Келемеш илина Корректор М 5 1130 35е юе е е м э ФЮ Еж с а с Х /илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4(Редактор Л. ГельфманЗакаэ 80 22/49ЦНИ Тираж 1073ПИ Государственного делам иэобретениМосква ЖРа ю Подписикомитета СССи открытийая наб. д. Внгу