Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der magnetischen Eigenschaften von ferromagnetischen Materialien
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einriehtung zur Bestim.- mung magnetischer Eigenschaften von ferromagnetischen Materialien durch Spannungsmessung zwischen zwei Oberflächenpunkten einer Vlaterialprobe mittels zweier Sonden.
F r das Verfahren ist kennzeiehnend, da- in der zu untersuchenden Materialprobe ein magnetischer Wechselfluss erzeugt wird, mit einer Komponente para. llel zur Oberfläche der Materialprobe.ZwecksErfassung der Anderungsgeschwindigkeit des Flusses wird die Spannung'längs dieser Oberfläehe in senk- rechter Richtung zu der Magnetflusskompo- nente mittels auf die OberflÏche aufgesetzter Sonden und eines Instrumentes hoher Ein- gangsimpedanz gemessen.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Halterung aus niehtferromagnetisehem Mate- rial, in der zugespitzte Sonden in festem gegenseitigem Abstand angebracht sind, wobei die zugespitzten Enden aus der Halterung herausragen. An der Halterung ist ferner ein Magnetkern mit einer Spulenwicklung be festigt, der zwei getrennte Schenkel besitzt; die in gleieher Richtung wie die Sonden aus der lIalterung herausragen. Die Ebene, in der die beiden Sonden liegen, kreuzt diejenige, der die beiden getrennten Schenkel angeh¯ren.
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Die genaue Kenntnis der magnetischen Eigenschaften magnetischer Materialien ist oft von grosser Bedeutung. Beispielsweise ermöglicht im Elekt. romaschinenbau die Auswahl von magnetischen Materialien auf Grund der erwünschten magnetisehen Eigensehaften die Ilerstellung von Maschinen, die e wesentlich verbesserte Betriebsweise und Wir kungsgrade besitzen.
Die blichen Me¯einrichtungen f r die magnetischen Eigenschaften magnetiseher Werkstoffe bedingten bisher das Herrichten besonders geformter Teile aus einer Material- probe und die Durchführung von Laborato riumsuntersuchungen an diesen Teilen. Dies ist eine urnfangreiche und mit Zeitaufwand verbundene Prozedur, die notwendigerweise Einschnitte in den Materialproben bedingt und oft die magnetischen Eigenschaften derselben durch Erzeugung innerer Spannungen verändert. Darüber hinaus liefern die Laboratoriumsuntersuchungen an Teilen von Ta felmaterialien gewohnlich nur einen Mittelwert der Materialprobe.
Um kleine Teile solcher Proben zu untersuchen, müssen Locher durch dieselbe gebohrt werden, um die Bestimmung der Induktion in versehiedenen Teilen der Probe zu ermöglichen. Dies macht natürlich die betreffende Probe für andere Zweeke unbrauchbar und ist ein bei seiner Anwendung kostspieliger Notbehelf. Darüber hinaus kann bei anisotropen Materialien eine vollständige Kenntnis des Verhaltens der Probe in allen Teilen nicht erhalten werden, bis eine grössere Anzahl von L¯chern in dieselbe gebohrt ist.
Demgegenüber zeichnet sich die vorlie- gende Erfindung durch verbesserte Mittel f r die Bestimmung der magnetischen Eigen- schaften magnetischer Materialien aus, wel clic die Bestimmung des Induktionsflusses, der magnetischen Feldstärke und daraus diejenige des Leistungsverlustes und der Per meabilität erlaubt. Dabei ermöglicht die Erfindung die Bestimmung dieser magnetisehen Eigenschaften in einem bestimmten Teil einer gewünschten Probe und in solcher Weise, dass keine Einschnitte in diese Probe notwendig sind. Das Verfahren kann auch zur Bestimmung des Kraftlinienverlaufes in einer Probe aus magnetischem Material verwendet werden.
Ausf hrungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden nachstehend an Hand der Fig. 1 bis 8 erläutert.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Tatsache, dass bei einer Probe aus ferromagnetischem Material, wenn diese von einem magnetischen'Wechselfluss durchsetzt ist, die induzierte Spannung zwischen zwei Punkten der Probenoberfläehe, deren Verbindungslinie nicht parallel zur Flussrichtung ist, proportional zur Änderungsgeschwindigkeit des Flusses dureh einen, senkrecht zu, der Flu¯komponente gelegten Querschnitt durch die Probe ist.
Wenn demnach diese zwei Punkte so gewählt sind, dass ihre Verbindungslinie senkrecht zur Flussrichtung verläuft, stellt die zwischen ihnen induzierte Spannung ein Ma¯ f r die maximale Flussänderung in jenem Querschnitt durch die Probe dar, dessen eine Seite durch die Verbindungslinie zwischen den beiden Punkten bestimmt ist.
Sind der Abstand zwischen den Punkten und der Querschnitt der Probe gegeben, dann kann die induzierte Spannung als Mass für die Induktion an der betreffenden Stelle in der Probe benutzt werden.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Stüek des zu untersuchenden magnetischen Materials, beispiels- weise Stahlblech, bezeichnet. 3 ist diejenige Komponente des magnetischen Wechselflusses, die parallel zur Oberfläehe 2 verlÏuft und senkrecht zur Querschnittsebene a, b, c, d steht.
Wenn der zeitliche Verlauf des Flusses als sinusförmig angenommen wird, dann ist die Induktion B in der Querschnittsfläche a., b, c, d gegeben durch : B = B0Àsin (2 ?ft) (1)
Da der Magnetflu¯ ? durch den Querschnitt a, b, c, d mit der Fläche A durch B ? A gegeben ist, erhält man : ? = BÀA = B0ÀAÀsin (2 ?ft) (2)
Die rings um die Querschnittsfläche a, b, c, d induziert Spannung V ist der Ände rungsgesehwindigkeit des hindurchgehenden Magnetflusses proportional, und es ist :
V = d?À10-8 = B0ÀAÀ10-8Àd (sin [2?ft]) dt dt (3) woraus V in Volt erhalten wird.
Die Different. iation in Gleiehung (3) ergibt :
V = B0ÀAÀ10-8À2 ?fÀcos (2 ?ft) (4)
Es ist hieraus ersichtlich, dass :
V0 = 2?fÀB0ÀAÀ10-8 (5) den Spitzenwert der längs des Weges a, b, c, cl induzierten Spannung darstellt.
Wenn der Fluss 13 überall im Querschnitt a, b, c, d weitgehend derselbe, und der Ab- stand c, b im Verhältnis zur LÏnge a, b klein ist, dann ergibt sich die zwisehen den Punk- ten a und b (oder auch zwischen den Punkten c und ind d) induzierte un gefähr 1/2 V mit dem Spitzenwert V2 ungefÏhr gleich 1/2 Vo. Dementsprechend ist die Spannung V, proportional zu V und die Spannung V2 proportional zu Vo.
Die Span- nung zwischen den Punkten a und b kann mittels zweier an diesen Punkten aufgesetz- ter Sonden gemessen werden. Somit ermög- licht die vorliegende Erfindung, den Atagnet- fluss durch, und die Induktion in einem ausgewählten Querschnitt einer Probe zu messen, ohne dieselbe mit irgendwelelien Einsclinitten sn versehen.
In der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 2 ist eine Probe 4 eines magnetischen Vlaterials, etwa eines Eisenbleelles, in die Íffnungen 5 und 6 des U-förmigen, lamellier- ten Eisenkernes 7 eingesteekt. Der lamellierte Eisenkern 7 sei durch eine Wicklung 8 auf dem Eisenkern 7 erregt, die von einer Weeh- selstromquelle 9 gespeist wird. Es. ist ersicht lich, dass der zwischen den Öffnungen 5, 6 und innerhalb der Schenkel 10, 11 des Ma- gnetkernes sieh erstreckende Teil der Probe 4 den magnetischen Kreis, der den Kern 7 enthält, sehliesst, also längs seiner Amsdeh- nung von einem Wechselfluss durchsetzt ist.
\Vie oben ausgeführt, induziert der Fluss durch die Probe 4 eine Spannung lÏngs deren Oberfläche, die in ihrer Amplitude proportio- nal der iinderungsgeschwindigkeit des Flusses ist und senkrecht zur Flu¯richtung verlÏuft.
Gemäss der vorliegenden Erfindung sind zwei Sonden 13 bzw. 14 in leitender Verbin- dung mit der Oberfläehe 12 der Probe 4 und wie angedeutet mit einem Spannungsmessge- rat 15 verbunden, um die lÏngs der Ober fläche durch den Wechselfluss induzierte Spannung zu messen. Wenn die Sonden 13 und 14 auf der Oberfläche 12 mit festem ge genseitigem Abstand auf einer Kreislinie be wegt werden, entsteht am Messgerät 15 ein grösster Aussehlag, wenn die Verbindungs- linie der beiden Sondenspitzen senkrecht zu den Kraftlinien des Magnetflusses innerhalb der Probe 4 verläuft.
Im Gegensatz tritt ein Alinimum des Aussehlages an der Einrich tung 14 bis zum Wert Null auf, wenn die Verbindungslinie der entspreehenden Punkte der Sonden parallel zur Flussrichtung in der Probe 4 verlaufen. Demnach kann auf diese Art die Richtung der Kraftlinien des Vlagnet- flusses innerhalb der Probe 4 einfaeh ermittelt werden. Durch Verdrehung der Sonden 13 und 14 bis zum Nullausschlag des Me¯gerätes 15 kann ferner, wenn dieselben schrittweise lÏngs der Oberfläche der Probe 4 versehoben werden, indem zuerst die eine und dann die andere Sonde den Drehpunkt bildet um jeweils Nullausschläge zu erhalten, der Verlauf der Kraftlinien ermittelt werden.
Auch kann mit den a. uf der Oberfläche der Probe 4 befindlichen Sonden 13 und 14 durch Beobachtung des Ausschlages des Messgerätes 15 der Kraftlinienverlauf innerhalb der Probe 4 dadurch ermittelt werden, indem eine der Sonden festgehalten und die andere in LÏngsrichtung auf der Probe bewegt wird, derart, {laR der Aussehlag am Messgerät 15 auf dem gleichen Wert gehalten wird. Die Wiederholung dieses Vorganges für versclliedene Ausschläge der Einrichtung 15 ergibt dann ein Kraftlinienbild für die Probe 4.
Das Spannungsmessgerät 15 sollte eine hohe Eingangsimpedanz besitzen, da die zwisehen den Sonden 13 und 14 induzierte Spannung nicht in der Lage ist, eine niederohmige Schaltung mit grossem Strom zu beliefern.
Handelsübliche Röhrenvoltmeter sind f r diesen Zweek geeignet. In der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 2 ist das Messgerät'15 vorzugsweise ein Voltmeter, das den quadratischen Mittelwert der lÏngs der OberflÏche der Probe 4 induzierten Spannung anzeigt.
Als Beispiel f r die erforderliche Empfind- lichkeit für das Messgerät 15 kann aus der Gleichung 5 ermittelt werden, dass die zwischen den Sonden 13 und 14 induzierte Spitzenspannung ungefähr 2, 6 Millivolt bei 60 Hz oder 2, 2 Millivolt bei 50 I3z beträgt, wenn die Induktion innerhalb der Probe 4 etwa 16 000 Gauss, die Dicke der Probe 4 etwa 0, 35 mm und der Abstand zwischen den Sonden 13 und 14 senkrecht zur Richtung der Kraftlinien etwa. 25 mm beträgt.
Anderseits können die Werte f r den Gesamtfluss und die Induktion aus den oben angegebenen Gleichungen durch Einsetzen der bekannten Werte f r die Frequenz der Stromquelle, die lÏngs der Probenoberfläehe induzierte Spannung, den Abstand zwischen den Sonden 13 und 14, und die Dicke der Probe errechnet werden. Obwohl die Stärke der Probe im Verhältnis zum Sondenabstand gering sein muss, damit die gemessene Spannung ungefÏhr gleich der HÏlfte der rings um den in Frage stehenden Querschnitt induzierten Spannung ist, können naheliegende Änderungen in der Berechnung oder in der Eichung des Spannungsmessers 15 getroffen werden, um die proportional kleineren Spannungswerte bei dickeren Proben auszugleichen.
Da Proben von magnetischem Material normalemveise mit einer Schicht aus verhält- nismässig sehleeht leit. endem Oy d oder einer Schicht Isolierlaek überzogen sind, werden die Sonden 13, 14, wie in Fig. 2 angedeutet, zugespitzt, um ihr Eindringen bis in die leitende Oberfläche der Probe zu ermöglichen.
Falls die Oberfläche der Proben gut gerei- nigt ist, sind keine scharfen Spitzen notwendig, jedoch sollte die Abmessung der Berüh- rungsflÏche nicht zn gro¯ sein, damit der Sondenabstand genau definiert ist.
Es ist bekannt, dass das Integral 2 (das Integral über einen Umlauf um die Hy steresissehleife), ein Mass für den Leistungs- verlust des magnetischen Materials ist. Aus der obengenannten Gleichung (3) ist ersieht- lich, dass die lÏngs der Oberfläche einer Probe magnetischen Materials, bei Magnetisierung durch einen Weehselfluss, induzierte Spannung proportional der ¯nderungsgeschwin digkeit der Induktion B innerhalb der Probe ist.
Eine solehe Spannung kann mit einer zweiten Spannung, die proportional der Änderungsgeschwindigkeit der magnetisehen FeldstÏrke H innerhalb der Probe ist, kombiniert werden, um eine Einrichtung zu sehaf- fen, welche die Messung des Leistungsver- lustes in einem gewünschten Bezirk eine Probe aus magnetischem Material ermöglicht.
In der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 3 und der zugehörigen Schaltung nach Fig. 4 ist eine neuartige Me¯einrichtung f r den Leistungsverlust angegeben, die zwei leitende Sonden 16, 17 und ein magnetisches Potentiometer 18 umfasst, die so auf einer bleehformigen Probe 19 aus magnetischem Material angeordnet sind, wie die Fig. 3 zeigt. Die Sonden 16 und 17 endigen vorzugs- weise in leitenden, zugespitzten Teilen 20 bzw. 21, um entspreehend den obenstehenden Erläuterungen einen leitenden Kontakt mit der Oberfläehe der Probe 19 zu gewähr- leisten.
Das magnetische Potentiometer 18 umfasst einen Magnetkern 22 mit zwei lamellierten Schenkeln 23, 24 und einem Joch 25, das unterbrochen ist und einen Luftspalt 26 bildet Auf dem Joch ist eine, den Luftspalt 26 überbrückende Wicklung 27 befestigt, in der eine Spannung induziert wird, die proportional l zu dem Differentialquotienten des Magnetflusses im Luftspalt 26 nach der Zeit ist.
Es sei angenommen, dass die Probe 19 von einem zeitlich variierenden Alagnetfluss durchsetzt ist, der wenigstens eine in Pfeilriehtung 28 verlaufende Komponente aufweist, die senkrecht auf der Verbindungslinie der Sondenspitzen steht, wobei eine der Änderungs- gesehwindigkeit des Wechselflusses proportionale Spannung an den Anschlüssen 29, 30 erseheint. Das magnetische Potentiometer 18 ruht mit den Enden der Schenkel 23, 24 auf der Oberfläehe der Probe 19 und ist in einer Weise angeordnet, dass eine Verbindungslinie zweier Punkte auf den beiden Längsaehsen der Schenkel 23, 24 senkrecht zu einer Ver bindungslinie zweier Punkte auf den LÏngs aehsen der Sonden 16, 17 stehen.
Die zeitlich variierende, an den Enden 31, 32 der Wick- lung 27 auftretende Spannung ist dann pro- portional der ¯nderungsgeschwindigkeit der Magnetfeldstärke innerhalb der Probe 19.
Sowohl die lamellierten Schenkel23,24, wie auch das Joch 25, sollten aus verlust- armem, hoch permeablem magnetischemWerk- stoff hergestellt sein, damit die magnetomoto- risehe Kraft im Luftspalt 26 weitgehend gleich der magnetomotorischen Kraft zwischen. den auf der Probe 19 mhenden Sehen keln 23, 24 ist.
Wird die magnetomotorische Kraft im Luftspalt 26 als weitgehend gleich jener zwischen den Enden der Sehenkel 23, 2 betrachtet, so ist ersiehtlieh, die in der Wicklung 27 induzierte Spannung proportio- nal der ¯nderungsgeschwindigkeit der Ma- gnetfeldstärke innerhalb der Probe 19 zwischen den Schenkeln 23 und 24. Somit ergibt sieh, dass die Sonden 16, 17 bzw. das magnetisehe Potentiometer 18 Spannungen liefern, die proportional der Änderungsgesehwindig- keit der Induktion bzw. der Magnetfeldstärke innerhalb eines Bereiches der Probe 19 sind, welcher Bereich durch die Lage der Sonden 16, 17 und der Schenkel 23, 24 bestimmt ist.
Wie das Schaltbild der Fig. 4, in dem die vier Ansehlüsse 29, 30, 31 und 32 angegeben sind, zeigt, wird die an den Ansehlüssen 29, 30 auftretende Spannung dem Eingangskreis eines zweistufigen widerstandsgekoppelten Verstärkers iiblicher Bauart zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers ist mit einem Watt meter 54 über die Leitung 55 verbunden, die über einen Trennkondensator 56 an der Dilemme 57 des Wattmeters 54 liegt. Die an der Klemme 58 der Wattmeterspule (nicht gezeichnet), die mit der Klemme 57 verbun- den ist, ist geerdet.
Die zwischen den Ansehlüssen 31 und 32 auftretende Spannung wird dem Eingangs- kreis eines weiteren, zweistufigen Verstärkers tuber die mit dem. Anschluss 32 verbundene Leitung 60 zugeführt. Der Ausgang der Ver stärkerstufe 59 ist über ein integrierendes Netzwerk 61 mit dem Eingang der Verstär- kerstufe 62 verbunden. Der Ausgang der Verstärkerstufe 62 ist über eine Leitung 71 und den Trennkondensator 73 mit den Klemmen 72 eines Wattmeters 54 verbunden. Die andere Klemme 74 der Wattmeterspule (nicht g die mit dem Ansehluss 72 verbunden ist, ist geerdet.
Es ist nunmehr ersichtlich, dass bei einer Anordnung der Sonden 16, 17 und des ma- gnetischen Potentiometers 18 auf der Probe 19, wie oben besehrieben, das Wattmeter 54 einen Ausschlag zeigt, der proportional dem Leistungsverlust in der Probe 19 ist, vorausgesetzt, dass die an den Klemmen 57, 58 und 72, 74 erseheinenden Spannungen proportional zu HÀdB sind.
Da aber die an den Klemmen 29, 30 auftretende Spanmmg pro- portional der Änderungsgesehwindiglseit der Induktion B in der Probe 19 ist, wÏhrend die an den Klemmen 31, 32 erscheinende Spannung Proportionalität mit der Anderungsgeschwindigkeit der magnetischen Feldstärke H in der Probe 19 aufweist, ist klar, dass eine reine Verstärkung dieser Spannungen 1 mittels gleieher Verstärkerstufen Spannungen proportional zu dB bzw. dH, nicht aber Spannungen proportional II bzw. dB liefert. Aus diesem Grunde ist zwischen den beiden Ver- stärkerstufen 59 und 62 ein integrierendes Netzwerk vorgesehen.
Die Werte von Widerstand 75 und Kondensator 76 sind verhältnismässig hoeh, so dass die Zeitkonstante der Integrationsschaltung 61 verhältnismässig gross ist. Die am Kondensator 76 zwischen dem Punkt 77 und Erde liegende Spannung ist deshalb direkt proportional zur magnetischen Feldstärke H in der Probe 19. Diese Spannung wird nun der Verstärkerstufe 62 über die Leitung 78 zugeführt, und somit ergibt sich eine Ausgangsspannung des Verstärkers 62, die proportional zur magnetisehen E'eld- stärke F in der Probe 19 ist, so dass der Wattmeteraussehlag 54 proportional zum Produkt HÀdB ist und ein Mass für den Lei stungsverlust in der Probe 19 liefert.
Die Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 3 und 4 kann geeicht werden, indem die Sonden 16, 17 und das magnetische Potentiometer 18 auf die Oberfläche einer homogenen, dünnen Probe aufgesetzt werden, und dieselbe von einem Wechselfluss bekann- ter Stärke durchflossen ist. Es ist zu beÅaeh- ten, dass zur richtigen Durchfiihrung des vorliegenden Verfahrens die Verstärkerstufen 33, 43, 59 und 62 praktisch keine Phasendrehung hervorrufen dürfen. Solche Verstärker sind bekannt (siehe z. B. H. E. Valley und H. Wallmann Vakuum Tube Aiiipli- fiers , Radiation Laboratory Series, Vol. 18, Verlag McGraw-Hill [1948]). Das integrie- rende Netzwerk 61 könnte auch zwischen die Verstärkerstufen 33 und 43 eingefügt werden.
In diesem Falle wÏre die Kombination der dem Wattmeter 54 zugeführten Spannungen proportional zu B-dH, was in gleicher Weise ein Mass für die Leistungsverluste der Probe 19 ergibt.
In isotropen Materialien verlaufen die Kraftlinien des Magnetflusses parallel zur magnetischen Feldstärke H. Somit liefert die oben beschriebene Anordnung der Sonden 16, 17 und des magnetischen Potentiometers 1 8 ein maximales Ma¯ f r den Leistungsverlust in einer isotropen Probe. Natürlieh kann, falls die Messung nur eines Teils des Lei stungsverlustes erw nscht ist, die gegenseitige Lage der Sonden 16, 17 und des magnetischen Potentiometers 18 geändert werden, ebenso ihre Lage relativ zur Probe. Dagegen ver- laufen in anisotropen Materialien meist die Kraftlinien und die magnetisehe Feldstärke nicht parallel zueinander.
Unter diesen Umständen mu¯ die gegenseitige Winkellage des magnetischen Potentiometers 18 und der Sonden 16, 17 geÏndert werden, um eine maximale Anzeige für den Leistungsverlust zu er halten. Dementspreehend sei darauf hinge- wiesen, dass die Winkelstellung zwischen den Sonden 16, 17 und dem magnetischen Potentiometer 18 auch andere Werte als 90 aufwei- sen kann.
Im allgemeinen wird bei anisotropen Materialien eine maximale Anzeige für den Leistungsverlust einer Probe am Wattmeter 54 erhalten, wenn die Sonden 16, 17 mit einer Verbindungslinie ihrer Achsen senk- recht zur betrachteten Flusskomponente angeordnet sind und die Lage des magnetisehen Potentiometers 18 so gewählt ist, dass eine Verbindungslinie zwischen den Aehsen seiner Sehenkel 23, 24 parallel zur magnetischen Feldstärke H verläuft.
Das Wattmeter 54 muss ziemlieh empfind- lich sein, und es wird vorzugsweise ein astatisehes Reflex-Dynamometer mit Liehtzeiger verwendet, wie in der Veröffentlichung von S. C. Richardson in "General Electric Re view vom Oktober 1945, Seite 59, beschrieben.
In Fig. 5 zeigt, unter Verwendung jeweils gleicher Bezugsnummern ffir r gleiche Teile, einen Messkopf 79 mit den Sonden 16, 17 und dem magnetischen Potentiometer Ib. Die Sonden 16 und 17 werden in festem gegenseiti- gem Abstand gehalten mittels des Halterungs- teils 80 aus Isoliermaterial. Die Sonden 16, 17 gleiten innerhalb der Halterung 80 und stehen unter Federvorspannung seitens der Blattfedern 81 bzw. 82. Der Magnetkern 22 ist in fester, getrennter Lage seiner Teile mittels der Schrauben 83 (von denen zwei nicht gezeichnet sind) an der Abstandspla.tte84 aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise Kunststoff oder Messin, befestigt.
I) ie zwei, durch die lamellierten Kerne 22 hindurchragenden Sehrauben 83 liegen mit den Schraubenköpfen gegen die Deckplatten 85, um eine gute Halterung der Bleehe des Kernes 22 zu gewährleisten. Die Länge der Schenkel 23, 24 ist so gewählt, dass ilire untern Enden in einer Ebene nÏher der Halte rung 80 liegen als die Ebene, der die zuge- spitzten Enden der Sonden 16, 17 angeh¯ren.
Dadurch werden die Sonden 16, 17, wenn der Messkopf 79 gegen eine Probe gedr ckt wird, innerhalb des Halterungsteils 80 ver sehoben und gegen die Blattfedern 81, 82 gepresst, bis die Schenliel 23, 24 an der Ober flache der Probe anliegen. Dies gewährleistet, dal3 die Sonden 16, 17 jede Oxyd-oder Iso- liersehieht anf der Oberfläche der Probe durehstossen und mit dieser die erforderliehe leitende Verbindung herstellen.
Der Kern 22 des magnetischen Potentiometers 18 kann, falls erwünseht, auch aus einem geeigneten, niehtmagnetisehen Material wie Kunststoff bestehen und als TrÏger f r eine Wicklung (nicht gezeichnet) dienen, in der eine Spannung proportional der-inde- rungsgeschwindigkeit der magnetischen Feld- stÏrke H induziert wird. In diesem Falle muss sich die Wieklung längs der gesamten Ausdehnung des Kerns erstreeken und an ihren Enden mit der Probe an zwei voneinander entfernten Punkten in magnetisehem Kontakt stehen. Der nichtmagnetische Kern benötigt keinen Luftspalt und kann als Trä ger der Wicklung beliebige Gestalt aufweisen.
Falls die Wicklung derart aufgebaut ist, dass sie keinen Träger benötigt, kann natür- lich der niehtmagnetisehe Kern ganz weg- gelassen werden. Jedoch miissen die beiden Enden der Wicklung stets in magnetisehem Kontakt mit der Probe stehen.
In der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 6, in der wieder die gleiehen Bezugs- nummern verwendet sind, ist das Joch 25 des Magnetkernes 22 durchgehend, u. nd die Wicklung 27 wird von einer Weehselspannungs- quelle 86 gespeist.
Diese Ausbildung macht eine getrennte magnetische Erregung f r die Probe 19 unnötig, da das von der Wicklung 27 erzeugte Magnetfeld die Probe 19 iiber den Magnetkern 22 in der gewünschten ANteise durchsetzt. Der Strom in der Wicklung 27 ist jedoch proportional der magnetischen Feldstärke F in der Probe und nieht wie in der Ausführung nach Fig. 3 und 4 proportional der Anderungsgeschwindigkeit der rna gnetischen Feldstärke.
Deshalb ist hier keine Integration der Spannungen mehr erforder- lich, und es können direkte Verbindungen (mit und ohne Verstärker) von den Sonden 16, 17 und der Wicklung 27 zu einem Wattmeter 87, wie angegeben, vorgesehen werden.
Selbst wenn der Magnetkern 22 so gebaut ist, da¯ er einen relativ niedrigen magnetischen Widerstandaufweist,musslängsdesselben doell immer ein gewisser magnetischer Potentialabfall auftreten. Dieser magnetische Potentialabfall beeinträchtigt die Genauigkeit der Ausführung nach Fig. 6 als Einrichtung zur Absolutmessung des Leistungsverlustes einer Probe. Dementsprechend ist diese Ausführung eher brauehbar für die Messung relativer Leistungsverluste, bei konstanter magnetischer Induktion, von verschiedenen Pro- ben magnetischen Materials.
Als Vergleichsmessgerät wird die Einrichtung auf die Obertlaehe einer Probe gesetzt und der Strom dureh die Wicklung 27 durch Regelung der Spannungsquelle 86 so lange geändert, bis ein bestimmter Ausschlag am Voltmeter 88 an den Sonden 16, 17 erzielt wird. Dann wird die Einrichtung nach Fig. 6 auf eine andere Probe aufgesetzt und der Strom durch (lie Wicklung 27 geÏndert, bis sien der gleiche Aussehlag am Voltmeter 88 ergibt. Die zwei Ablesungen am Wattmeter 87 sind dann ein Alass für das Verhältnis der Leistungsverluste beider Proben.
An Hand der Ausführung nach Fig. 3 ist (largelegt worden, dass clie an den Sonden 16. 17 auftretende Spannung proportional der Anderungsgeschwindigkeit der Induktion B innerhalb der Probe ist, und diejenige an der Wicklung 27 Proportionalität zur mande- rungsgesehwindigkeit der magnetischen FeldstÏrke H in der Probe aufweist. Werden beide Spannungen integriert, so sind sie proportional zur Induktion B bzw. zur magnetischen Feldstärke 11 in der Probe.
Wenn die inte grierten Spannungen dann an die vertikalen bzw. horizontalen Platten einer Oszilflogra- phenröhre angelegt werden, wird die Hyste- resisschleife der Probe wiedergegeben. In der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 7 ist in schematischer Darstellung eine Schaltung gezeigt, die zur Erzielung dieser Wirkungs- weise und zur Wiedergabe der Hysteresisschleife einer Probe geeignet ist.
Wie angegeben, wird die an den Sonden 16, 17 naeh Fig. 3 entstehende Spannung über einen Vorverstärker 92, einen Integrator 93 und einen Verstärker94 den vertikalen Platten 89, 90 einer Oszillographenröhre 91 zugeführt, wobei die Ausgangsspannung des Verstärkers 94 proportional zur magnetischen Induktion B ist. Die an der Wicklung 27 in der Ausf hrung nach Fig. 3 auftretende Spannung liegt an den horizontalen Platten 95, 96 der Oszillo graphenrohre 91 über einen Verstärker 97, einen Integrator 98 und einen Verstärker 99, wobei die Ausgangsspannung des letztgenannten Verstärkers proportional der magnetischen FeldstÏrke H ist. Dementsprechend wird die Hysteresissehleife 99'einer Probe (nicht gezeichnet) auf der Oszillographen- rohre 91 wiedergegeben.
Die Verstärker und Integrationssehaltungen der vorliegenden Ausführungsform können die gleichen sein, wie die in den Fig. 3 und 4 dargestellten.
In der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 8 ist schematisch eine Einrichtung wie dergegeben, die zur Bestimmung der Permeabilität einer Probe aus magnetischem Material geeignet ist. Nach Fig. 8, die für identische Teile gleiehe Bezugsnummern wie oben aufweist, werden die Ausgangsspannungen der Verstärker 94 bzw. 99 gleichgerichtet mittels der Gleichrichter 100 bzw. 101 und einem Quotienten-Instrument 102 zugeführt, das einen Ausschlag gleich oder proportional dem Quotienten der Ausgangsspannungen der Gleichrichter 100 und 101 liefert. Das Quo tienten-Instrument 102 kann von der in der ¸Elektrotechnischen Zeitschrift¯ Band 64, Seite 258 (20. Mai 1943) erläuterten Bauart sein.
Wie bereits oben an Hand von Fig. 7 erläutert, ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 94 proportional der magnetisehen Induktion B einer Probe (nicht gezeichnet) ; dementsprechend ist die Ausgangsspannung des Gleichrichters 100 in gleicher Weise der Induktion B proportional. Ebenso ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 99 proportional zur magnetischen Feldstärke 7f in der Probe ; dementsprechend ist auch die Ausgangsspannung des Gleichrichters 101 der magnetischen Feldstärke proportional. Der Ausschlag des Quotienten-Instrumentes 102, der gleich oder proportional dem Quotienten oder dem Verhältnis der Ausgangsspannun- gen der Gleichrichter 100 und 101 ist, stellt somit ein Mass dar f r die magnetisehe Permeabilität der Probe.
Die Einrichtung naeh Fig. 8 kann mittels der Sehalter 105, 106 und der Kondensatoren 103, 104 sowohl zur Mittelwert-wie auch zur Spitzenwertmessung der magnetisehen Per- meabilität benützt werden. Wenn die Schalter 105 bzw. 106, die mit den Kondensatoren 103 bzw. 104 in Serie und zu den Eingangsklem- men des Quotienten-Instrumentes 102 parallel liegen, geöffnet sind, wie in Fig. 8 angegeben, wird ein Mittelwert vom Quotienten-Instrnment 102 angezeigt. Wenn die Schalter 105 und 106 gesehlossen sind, dann zeigt das Instrument 102 Spitzenwerte an.