Феррометр

ЗСЩУ 1, е)ЦЯЗ"Я ,"ад йы Сиз Советскик Сбциаймстическйх Республик(51,)М. Кл.2 6 01 В 33/12 с присоединением заявки М Государствеиицй комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54) ФЕРРОИЕТР Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерений магнитных параметров материалов в переменных полях. 5Известны феррометры, предназначенные для автоматического определения параметров петли гистерезиса, состоящие иэ двух фазочувствительных детекторов, фаэоуправляюшего устройства, 1 О дифференциального усилителя, генератора линейно нарастающего напряжения, порогового устройства, ключа, генератора импульсов и счетчика импульсов. Сигнал, пропорциональный индукции в 15 образце, поступает на первый детектор, выход которого подключен к дифференциальному усилителю, на второй вход которого подается напряжение сгенератора линейно нарастающего на О пряжения, Сигнал с выхода дифференциального усилителя поступает на фазоуправляюшее устройство, которое вырабатывает сигнал управления фазовыми детекторами. Сигнал, пропорцйо нальный напряженности поля поступает на второй детектор, выхсд которого подключен к пороговому устройству, которое управляет работой электронного ключа, включенного между выходом ЗО генератора импульсов и входом счетчика импульсов 1).Недостатком этих Феррометров являетсяотсутствиезаданных режимов индукции или напряженности поля, Ьбусловленное отсутствием источника намагничивающего поля. В связи,с этим. устройство не может быть использовано по назначению без дополнительных узлов и практически является ие цифровым Феррометром,а циФровым вольтметром средних значений, в ре-. зультате затруднительно оценить погрешность определения параметров петли гистерезисат можно говорить лишь о точности измерения напряжений. Кроме того, невозможность одновременного (а только последовательного) измерения остаточной индукции и коэрцитивной силы увеличивает время измереййя.Известно устройство, состояшее из источника синусоидального намагничивающего тбка, намагничиваюшей обмотки испытуемого образца, образцового резиСгора, усилителя, амплитудных детекторов, схем сравнения, ключевых схем запоминания, измерительиой обмотки, интегратора и измерительнам приборов 2),Недостатками устройства, снижающими точность и не позволяющими ав томатизировать процесс измерений являются необходимость ручной установки заданного соотношения между максимальной величиной намагнйчивающего поля Н. и коэрцитивной силы Нобразца. В большинстве нормативиыхдокументов на методы контроля магнитных параметров матерйалов заданыопределенные соотношения между Н,и И, например,для Ферритов Н5 Н,Априорная установка величины Й заведомо много больше н приводит кувеличению потребляемой мощности иотрицательно сказывается на стабильности рабочих узлов устройства, чтовлечет за собой значительное увеличение погрешностей измерений отсутствие синусоидального режима ийдукции в образце (в устройстве реализу. ется режим синусоидального магнитного полн) увеличивает погрешность измерений из-за наличия высших гармо ник; жесткие требования к схемамсравнения;они должны иметь большоебЫстрОдействйе и малый теМПературный.и временной дрейф нулевого уровня,Цель изобретения - ПовышениЕ точности и автоматизации процесса измерений,Эта цель достигается тем, что вферрометре, содержащем намагничивающую обмотку, измерительную обмоткуиндукции, подключенную к каналу измерения индукции, состоящему из последовательно соединенных усилителя,,подклю=енный к входу канала измерения напря:бренности немагничив ающегополя, идентичйому. каналу измеренияиндукции,введены последовательносоединенные задающий. генератор, уп- .равляеьйФ делитель напряжения, первйй .элемент сравнения и усилительмощности,. а канал 1 измерения: напряженности поля снабжен дифференцирующим блоком, регулируемым делителемнапряжения й вторым, элементом срав.нения, причем второй вход первогоэлемента сравнения подключен к измерительной обмотке индукции, выход,Фазового детектора канала измерения индукции подключен к управляю.щему входу Фазового детектора канала измерения напряженности поля, выход которого соединен с входом дифференцкующего блока, а выходамплитудного. детектора канала напряженности поля подключен к.управляющему входу фазового детектора каналаизмерения индукции и к регулируемомуделителю напряжения, выход которого.подключен к одному из входов второгоэлемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего блока, а выход - с вторымвходом управляемого делителя напряжения,На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг, 2, а-е5 даны эпюры сигналов в различных точках функциональной схемы устройства,Генератор 1 подключен к управляющему делителю 2. Второй вход делителя 2 подключен к выходу элементасравнения 3, а выход делителя под:ключен к входу элемента сравнения 4,второй вход которой подключен к обмотке индукции 5 испытуемого образцаб. Элемент 4 через делитель 2 и элемент 3 подключен к делителю 7. Выход15 элемента 4 подключен к усилителюмощности 8, соединенному с намагничивающей обмоткой 9. Обмотка 5 подключена к последовательно соединеннымусилителю напряжения 10, интегратору 11, амплитудному детектору 12,фаэовому детектору 13 и индикатору 14,К выходу детектора 12 подключен индикагор 15. Датчик 1 б напряженностиполя подключен к последовательнооединенным усилителю напряжения 17,интегратору 18, амплитудному детектору 19, Фазовому детектору 2 Т; диф. Ференцирующему блоку 21 и индикатору22. Выход детектора 13 подключен куправляющему входу детектора 20, авыход детектора 19 подключен к управляющему входу детектора 13 и регулируемому делителю 7. Выход делителя 7подключен к одному из входов элемента 3, к другому входу которой подЗ 5 ключен выход блока 21,устройство работает следующимобразом,Синусоидальное напряжение генератора 1, нарастающее приблизительнопо линейному закону, подается наделитель 2 и далее на элемент сравнения 4. На другой вход элемента 4 подается сигнал с обмотки индукции 5.На выходе элемента 4 появляется раз 45 ность сигналов, которая усиливаетсяусилителем 8 и подается в намагничивающую обмотку 9. Так как элементсравнения 4 представляет собой дифференциальный усилитель с большим50 коэффициентом усиления, то индукцияв образце, а следовательно и сигнална выходе интегратора 11 будут иметьсинусоидальную Форму (Фиг. 2,а), анапряженность намагничивающего поля55 и сигнал на выходе интегратора 18 -несинусоидальную (фиг. 2, б) .Сигнал индукции после детектирования на выходе амплитудного детектора 12 (фиг, 1) имеет вид, показанный наФиг. 2, в и его амплитудноезначение, пропорциональное максималь ной индукции, измеряется индикатором 15, Сигнал напряженности поляпосле детектирования имеет на выходе65Фазового детектора 13 вид показанРный на фиг. 2, д. Этот сигнал пода 1737898 ется на вход блока 13 н на выходеэтого блока появляется сигнал, показанный на фиг. 2 г. Передний фронтэтого сигнала соответствует моментувремени, когда напряженность поляравна нулю, т.е. мгновенное значениесигнала в момент временипропорционально остаточной индукции и измеряется индикатором 14.Импульсы с выхода детектора 13поступают на вход детектора 20 и навыходе последнего появляется сигнал,показанный на фиг, 2, е, Иэ эпюры,видно, что задний Фронт импульсасоответствует моменту Рремени, когда индукция в образце равна нулю,т.е. мгновенное значение напряженности поля в момент временипропорционально коэрцитивной силеобразца. Для того, чтобы показааияиндикатора 22 не зависели от Форьвимпульса (фиг. 2, е), предваритель-, 20но импульс дифференцируется и толькопосле этого измеряется индикатором22, В этом случае показания индикатора будут пропорциональны толькомгновенному значению намагничивающего поля в момент времени, когдаиндукция равна нулю и не будут зависеть от формы импульса,На один вход элемента сравнения 3поступает с делителя 2 ослабленныйв и раз сигнал напряженности поля На на другой вход поступает сигнал,пропррциональный коьрцитивной силеобразца, Н , Сигнал на выходе элемента 3, управляющий делителем 2, перестанет изменяться тогда, когда наступит равенство Н=пН, В этом случае сигнал. на выходеделителя 2 будетпостоянным, и в устройстве установится режим динамического равновесия.Для проведения измерений с помощьк 40предлагаемого устройства необходимопроизвести следующие операции,устанавливают требуемое для данного класса материалов соотношениемежду максимальным значением намаг.ничиваюшего поля и коэрцитивной силой. Для этого устанавливают движокделителя 2 на требуемую оцифрованнуюточку.Измеряют коэрцитивную силу, остаточную и максимальную индукцию,Применение предлагаемого устройства повысить точность измерений засчет создания режима синусоидальнойиндукции при заданном соотношениимаксимальной величины намагничивающего поля и коэрцитивной силыт 6снижения требований к быстродеист./вию, временному и температурному дрейфу параметров измерительных бло-ковавтоматиэировать процесс измерения путем автоматической уставовки (для данного класса материалов) заданного соотношения между максимальной величиной намагничиваииаего поля и коэрцитйвной силой. Феррометр, содержащий намагничиВающую обмотку, измерительную обмотку индукции, подключенную к каналуизмерения индукции, состоящему изпоследовательно соединенных усилителя,интегратора, амплитудного ифазовогодетекторов и ийдйкатора, -датчик напряженности намагничивающего поля,подключенный к входу канала измерениянапряженности иамагничивающего поля,идентичного каналу измерения индукции, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с цельюповышения точности и автоматизации процесса измерений, внего дополнительно введены последовательно соединенные задающий генератор, управляемый делитель напряже,ния, первый элементсравнения и усилитель мощности, а канал измерениянапряженности поля снабжен дифференцирующим блоком, регулируемым делителем напряжейия и вторым элементомсравнения, причем второй вход первого элемента сравнения подключен кизмерительной обмотке индукции, выход Фазового детектора канала измерения индукции подключен к управляющемувходу Фазового детектора канала измерения напряженности поля, выход которого. соединен с входом дифференцирующего блока, а выход амплитудногодетектора канала напряженности поляподключен к управляющему входу фазового детектора канала измерения индукции й й регулируемому делителю.напряжения, выход которого подключенк одному иэ входов второго элементасравнения, второй вход которого соеди.нен с выходом дифференцирующего блока а выход - с вторым входом управРляемого делителя напряжения.Источники информации,принятые во вниманйе при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 497540, кл. 6 01 Н 33/02, 1975,2. Приборы для научных исследованийф, 1968, Р 9, с.102-104.ЗакаежееВилиал ППП ф Патент 1 ф, г.ужгород, ул, Проектная, 4 2 б 57/27ЦНИИПИпо13035, м Тираж 1019 осударственного коми лам изобретений и о ква, Ж, Раужкая Подписноетета СССРкрытийнаб д, 4/5