Устройство для измерения дифференциальной обратимой и необратимой магнитных проницаемостей

Союз Советских Социалистических П ИСАНИ пи 9 Республик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет осударстееииый колите ССР изобретеиий по де публиковано 23,0282 Бюллетень 7 УДК 621. 3144(088.8) и открытий Дата оп кования описания 23.02 . 8(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО ОБРАТИМОЙ И НЕОБРАТИМОЙ МАГНИТНЬ 1 Х ПРОНИЦЛЕМОСТЕЙтоками синусоидаль. ть изменения магнит. епостоянна, что прию дополнительных пог строиств для контр ицаемостей феррома яит и создании гнитных пр 20 Изобретение относится к магнитнымзмерениям и может быть использовано ных материалов,Известно устройство для измеренияобратимой проницаемости и ее производных, содержащее генератора высокой частоты и генератор низкой частоты синусоидальной формы, усилительвысокой частоты, суммирующий каскад,дифференцирующие цепи, следящий вольметр и электронный осциллограф, Приперемагничивании сложным полем, создаваемым генераторами низкой и высокой частоты, в выходной обмотке сердечника имеется амплитудно модулированный сигнал, мгновенные значенияогибающей которого пропорциональныобратимой магнитной проницаемости (1Недостатком устройства являетсяизмерение только обратимой магнитнойпроницаемости, что ограничивает область его применения, кроме того при перемагни чиванииной формы скоросной индукции В нводит к появленирешностей,Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что устройство для измерения дифференциальной необратимой и обратимоймагнитных проницаемостей, содержащееобмотки перемагничивания, намагничивания и измерительную, соединеннуюс последовательно соединенными измерительным усилителем, фильтром верхних частот; и электронными осциллографом, и блок регистрации, снабженогенератором низкочастотного перемагницивающего тока, изменяющегося потреугольному закону, и связанным сперемагничивающей обмоткой генерато-,ром высокочастотного намагничивающего тока, изменяющегося по треугольному закону с амплитудой в 10-15 разисходит по кривой ва и также носитобратимый характер.В интервале времени тполе Н изменяется от Н 1до Н, при этом индукция В изменяется по кривой ас, т.е. изменение ин 1 укции вызывается процессами как обатимого, так и необратимого характера. В интервале времени й 4- поле Нуменьшается до величины Н, а индукция В изменяется по кривой сО, В интеРваЛе вРемени й-ь поле Н 1;, возрастает и пока. не достигнет величины Н процессы перемагничивания носят обратимый характер, т.е. индук 3 9074меньшей амплитуды низкочастотноготока, связанным с намагничивающейобмоткой, первым аналоговым ключом,первым блоком форьирования строба,последовательно соединенными вторымблоком формирования строба, вторым .аналоговым ключом, и масштабирующимусилителем, сумматором, первый входкоторого соединен с первым входомсумматора и с выходом первого анвло" 1 Ргового ключа, управляющий вход которого соединен с выходом первого бло"ка формирования строба, а информа"ционный вход с выходом Фильтра верхних частот, второй вход блока регистрации соединен с выходом сумматора,в третий вход блока регистрациис вторым входом сумматора и с выходом масштабирующего усилителя, а ин-.формационный вход второго аналогового дключа соединен с выходом Фильтра верх;них частот,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на Фиг, 2 графики, поясняющие его работу. 23Устройство содержит обмотку 1 намагничивания, измерительную обмот"ку 2, образец 3,. обмотку 4 перемагни",чивания, генератор 5 тока перемагничивания, генератор 6 тока намагничивания, измерительный усилитель Д,Фильтр 8 верхних частот, электронныйосциллограф 9, первый аналоговыйключ 10, второй аналоговый ключ 11,первый блок 12 Формирования строба,второй блок 13 Формирования строба,масштабирующий усилитель 14, сумматор 15, блок 16 регистрации.Генератор 5 перемагничивающеготока соединен с обмоткой перемагничи-:вания 4, а генератор 6 намагничивающего тока с обмоткой 1 намагничивавания. Измерительная обмотка 2, измерительный усилитель 7, фильтр 8верхних частот и электронный осцил-;лограф 9 соединены последовательно.Первый вход блока 16 регистрациисоединен с первым входом сумматора 15 и с выходом первого аналогово"го ключа 1 О. Управляющий вход анало"гового ключа 10 соединен с выходомЗРпервого блока 12 формирования строба,а его информационный вход с выходомфильтра 8 верхних частот. Второйвход блока 1 Ь регистрации соединенс выходом сумматора 15. Третии входм 55блока 16. регистрации соединен с вторым входом сумматора 15 и с выходоммасштабирующего усилителя 14, при этом вход масштабирующего усилителя 14 соединен с выходом второго аналогового ключа 11 управляющий вход второго аналогового ключа 11 соединен с выходом второго блока 13 формирования строба,а его информационный вход соединен с выходом фильтра 8 верхних частот.Устройство работает следуоцим образом.В обмотку 4 перемагничивания с генератора 5 перемагничивающего тока подается ток, изменяющийся по треугольному закону с частотой Г равной 1-10 Гц, а в обмотку 1 намагничивания с генератора 6 намагничивающего тока подается ток, иэменяющийся по треугольному закону с частотой 1 равной 2-5 кГц Амплитуда высокочастотного токав 10-15 раз меньше амплитуды низкочастотного тока. При этом возникают переменные магнитные низкой частоты Ни высокой частоты Ь,Рассматриваем поле Н только на участке восходящей части петли гистерезиса. Поле Н выбирается таким, чтоперемагничивание образца 3 током низкой частоты происходит по петле гистерезиса близкой к предельной. Приперемагничивании образца 3 в сложном поле Н в измерительнй обмотке 2 наводится ЭДС 2 = Ч (-р в ),фгде И - число витков обмотки, фмагнитный поток, проходящий черезплощадь переменного сечения сердечника 5. Так как ФФВд Ь, то-И(дФ ВЛУДе) -Ч 5(ДВ)ае,В интервале времени -(Фиг.2)поле Н изменяется от Н до Н, приэтом изменение индукции В происходитпо кривой ав и обусловлено толькопроцессами обратимого а х-рактера.На участке- поле Н возрастает,при этом изменение индукции В пробд-щ 5,йр и,д Я,ФР) 5 9074 ция В изменяется по кривой с 1 с. Как тол ь ко гюле Н превышает вели чину Н 5, индукция В изменяется по кривой;се а процессы перемагничивания носят как обратимый, так и необратимый характер. Таким образом, в интервалах времени й -й-15. ., изменение индукции В носит обратимый характер, а в интервале времени 1-й,1 й-йткак обратимый, так и необра гимый характер.Величина ЭДС на выходе измеритель. ной катушки 2 в интервале времениравнаВНЕ15р ррДифференцируя, гюлучаем= цВФОРОбр И Величина ЭДС на вцходе измерительной обмотки 2 в интервале времени41 травна 80 бблока 16 регистрации и одновременно на второй вход сумматора 15. Таким образом, ыа первом входе сумматора 15 имеется сигнал 1 -К К яф, а на втором входе сумматора 15 сигнал 1= К/"оррфЮМрф%) . На выходе сум. матора 15 получается сигнал 11, + + 1= -К(/сиф-,ц, Р)-Кф ояр . Этот сигнал, пропорциональный необратимой магнитной проницаемости, поступает на второй вход блока 16 регистрации,Таким образом, устройство позволяет повысить точность определения магнитных проницаеьюстей, так как при перемагничивании и намагиицивании токами, изменяющимися по треугольному закону, устраняются погрешности, вы зываемых непостоянством скорости изменения индукции В, кроме того расширить область применения, путем одновременного изменения дифференциаль. ной, обратимой и необратимой магнитных проницаемостей.25Сигнал с измерительной обмотки 2через измерительный усилитель 7 ифильтр 8 верхних частот поступает на. первцй и второй аналоговые ключи 10и 11 и на электронный осциллограф 9.Блок 12 формирования строба 12 Формирует стробирующий импульс 1 в интервале времени й-й,а блок 13 Формирования строба формирует стробирующий импульс 2 в интервале времениЭти импульсы подаются на управляющиевходы соответствующих аналоговых клю.чей 10 и 11. Аналоговый ключ 10 открывается в момент прихода на его управляющий вход сробирующего импуль са А с блока 12 формирования стробааналоговый ключ 11 - в момент прихо%Фда на его управляющий вход стробирую.щего импульса В с блока 13 Формирования строба. Таким образом, на выходе первого аналогового клюца 10имеется сигнал 1 пропорциональныйдифференциальной магнитной проницаемости. Этот сигнал поступает напервый вход блока 16 регистрации и50одновременно на первый вход сумматора 15. С выхода второго аналоговогоключа 11 сигнал 1,пропорциональныйобратимой магнитной проницаемости,поступает на масштабирующий усили 55тель 14, имеющий коэффициент К=- - 1,Сигнал с выхода масштабирующего усипителя 14 поступает на третий вход формула изобретения Устройство для измерения дифференциальной обратимой и необратимой магнитных проницаемостей, содержащее обмотки перемагничивания, намаг ничивания и измерительную, соединен ную с последовательно соединенным измерительным усилителем, фильтром верхних частот и электронным осциллографом, и блок регистрации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено генератором низкочастотного перемагничивающего тока, иэ. иенякщегося по треугольному закону и связанным с перемагничивающей обмоткой генератором высокочастотного намагничивающего тока, изменяющего-ся по треугольному закону с амплитудой в 10- 15 раз меньшей амплитуды низкочастотного тока, связанным с намагничивающей обмоткой первым аналоговым ключом, первым блоком Формирования строба, последовательнрсоединенными вторым блоком Формиро; . вания строба, вторым аналоговым клю чом, и масштабирующим усилителвм, сумматором, первый вход которого соединен с первым входом сумматора и с выходом первого аналогового клю ча, управляющий вход которого сое" динен с выходом первого блока форми рования,строба, а информационныйвход - с выходом фильтра верхнихчастот, второй вход блока регистрации соединен с выходом сумматора,а третий вход блока регистрациис вторым входом сумматора и с выходом масштабирующего усилителя, аинформационный вход второго анало 907480гового ключа соединен с выходом фил ьтра верхних частот . Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, нИэмерительная техника", 1971,И 12, с.59-60.ВНИИПИ Заказ 583/54 Тираж 719 Подписноее е т е е еееевеееи иеафилиал ППП "Патент", г.Ужгород ул.Проектная,4