CS231625B1

CS231625B1 - Wiring for sample magnetization

Info

Publication number: CS231625B1
Application number: CS824806A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Paul
Original assignee: Miroslav Paul
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1984-12-14
Also published as: CS480682A1

Abstract

Vynález se týká zapojení pro magnetování vzorků s omezenými strmostmi nárůstu magnetických veličin. Při použití zapojení pro magnetování vzorku lze provádět měření magnetizačních charakteristik, a na nich ležících parametrů s předem zvolenými maximálními strmostmi nárůstu intenzity pole a indukce popřípadě s vypočítatelným průběhem rychlosti pohybu pracovního bodu feromagnetika pohybujícího se po zobrazení magnetizační charakteristice, přičemž lze zajistit, aby rychlost pohybu ve strmé části magnetizacní charakteristiky byla stejně velká jako v oblasti nasycení. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ke snímacímu vinutí vzorku je připojen vstup zpětnovazebního obvodu, jehož výstup je zaveden na druhý vstup zdroje budícího proudu.The invention relates to a circuit for magnetizing samples with limited steepnesses of increase of magnetic quantities. When using a circuit for magnetizing a sample, it is possible to perform measurements of magnetization characteristics and parameters lying on them with pre-selected maximum steepnesses of increase of field intensity and induction or with a calculable course of the speed of movement of the operating point of the ferromagnet moving after displaying the magnetization characteristic, while it is possible to ensure that the speed of movement in the steep part of the magnetization characteristic is as great as in the saturation region. The essence of the invention lies in the fact that the input of a feedback circuit is connected to the sensing winding of the sample, the output of which is introduced to the second input of the excitation current source.

Description

(54)(54)

PAUL MIROSLAV ing., KUTSJOVCííPAUL MIROSLAV ing., KUTSJOVCI

Zapojení pro magnetování vzorkůWiring for sample magnetization

Vynález se týká zapojení pro magnetování vzorků s omezenými strmostmi nárůstu magnetických veličin.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit for magnetizing samples with limited steepness in the increase in magnetic quantities.

Při použití zapojení pro magnetování vzorku lze provádět měření magnetizačních charakteristik, a na nich ležících parametrů s předem zvolenými maximálními strmostmi nárůstu intenzity pole a indukce popřípadě s vypočítatelným průběhem rychlosti pohybu pracovního bodu feromagnetika pohybujícího se po zobrazení magnetizační charakteristice, přičemž lze zajistit, aby rychlost pohybu ve strmé části magnetizacní charakteristiky byla stejně velká jako v oblasti nasycení.When using a magnetization circuit, measurements of the magnetization characteristics, and the parameters lying thereon, can be made with preselected maximum field strengths and induction steepness slopes, optionally with a calculated course of travel of the ferromagnetic working point moving after the magnetization characteristic is displayed. in the steep part the magnetization characteristic was as large as in the saturation region.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že ke snímacímu vinutí vzorku je připojen vstup zpětnovazebního obvodu, jehož výstup je zaveden na druhý vstup zdroje budícího proudu.SUMMARY OF THE INVENTION The feedback winding of the sample is connected to an input of a feedback circuit, the output of which is applied to a second input of the excitation current source.

231 625231 625

231 B2S231 B2S

Vynalez se týká zapojení pro magnetování vzorků s omezenými strmostmi nárůstu magnetických veličin.The invention relates to a circuit for magnetizing samples with limited steepness in the increase in magnetic quantities.

Dosud známé metody používají magnetovaní buá s konstantním nárůstem intenzity magnetického pole nebo s konstantním nárůstem magnetické indukce. Nevýhodou prvé metody je, že při volbě nárůstu intenzity pole o požadované velikosti je změna magnetické indukce definována vlastnostmi materiálu. Přitom může dojít ve strmé části magnetizační charakteristiky k porušení podmínek stejnosměrného magnetování, případně může dojít k nepřesnostem při grafickém záznamu - u zapisovače vlivem setrvačnosti pisátka; při diskrétním snímání charakteristiky je k dispozici malý počet bodů ve strmé části. Nevýhodou druhé metody je, že při definované velikosti nárůstu magnetické indukce jsou změny intenzity pole závislé na vlastnostech materiálu. Přitom může dojít k porušení podmínek stejnosměrného magnetování v oblasti nasyceníThe prior art methods use either magnetization with a constant increase in magnetic field strength or a constant increase in magnetic induction. The disadvantage of the first method is that when selecting an increase in field strength of the desired size, the change in magnetic induction is defined by the material properties. At the same time, the conditions of direct magnetization may be violated in the steep part of the magnetization characteristic, or there may be inaccuracies in the graphical recording - in the recorder due to the inertia of the pen; a small number of points in the steep section are available for discrete sensing. The disadvantage of the second method is that at a defined magnitude of the magnetic induction increase, changes in the field intensity are dependent on the material properties. In this case, the conditions of direct magnetization in the saturation region can be violated

Podstata zapojení pro magnetování vzorků podle vynálezu spočívá v tom, že ke snímacímu vinutí vzorku je připojen zpětnovazební obvod, jehož výstup je zaveden na druhý vstup zdroje budícího proudu.The principle of the sample magnetization circuit according to the invention is that a feedback circuit is connected to the sample winding of the sample, the output of which is applied to the second input of the excitation current source.

Hlavní výhodou tohoto způsobu magnetování je, že lze provádět měření magnetizačních charakteristik a na nicl^ežících parametrů s předem zvolenými maximálními strmostmi nárůstu intenzity pole a indukce popřípadě s vypočítatelným průběhem rychlosti pohybu pracovního bodu feromagnetika pohybujícího se po zobrazované magnetizační charakteristice, přičemž lze zajistit, aby rychlost pohybu ve strmé čésti magnetizační charakteristiky byla stejně velké jako v oblasti nasycení.The main advantage of this method of magnetization is that it is possible to measure the magnetization characteristics and at the lowering parameters with preselected maximum slopes of field strength and induction increase, possibly with a calculated course of the ferromagnetic duty point moving along the displayed magnetization characteristic, ensuring the speed of movement in the steep part of the magnetization characteristic was as great as in the saturation region.

231 828231 828

Vynález je blíže objasněn na příkladech provedení pomocí přiloženého výkresu, na němž obr. 1 znázorňuje obecné zapojení pro magnetování vzorků a obr. 2 a 3 konkrétní realizace zapojení.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in more detail with reference to the accompanying drawing, in which FIG. 1 shows a general circuit for magnetizing samples and FIGS.

Na obr. 1 je zdroj 10 budícího proudu připojen na magnetizační vinutí vzorku 5 o Ni závitech, zatímco snímací vinutí vzorku 5 o N2 závitech je připojeno ke zpětnovazebnímu obvodu 20. Ke zdroji 10 budícího proudu je přivedeno na vstup 11 řídící napětí U_r a na vstup 12 je připojen výstup zpětnovazebního obvodu 20. Na vstup D zpětnovazebního obvodu 20 je připojen signál sloužící k nastavení přenosu zpětnovazebního obvodu 20.In Fig. 1, the excitation current source 10 is coupled to the magnetizing winding of the Ni thread 5 sample, while the sensing winding of the N2 thread sample 5 is connected to the feedback circuit 20. A control voltage U _r is applied to the excitation current source 10. input 12 is connected to the output of the feedback circuit 20. A signal is provided to input D of the feedback circuit 20 to adjust the transmission of the feedback circuit 20.

Na obr. 2 je zdroj budícího proudu 10 realizován sériovým spojením sumačního integrátoru 6, který je tvořen operačníneesilovačem, integračním kondenzátorem Q_t integračním odporem^ vyvedeným jako vstup 11, integračním odporem IJ2 vyvedeným jako vstup 12 a převodníku 1 napětí-proud. Výstup převodníku 1 napětí-proud je připojen na budící vinutí vzorku 2 ^{0 N}1 závitech.In Fig. 2, the source of the excitation current 10 is realized by the serial connection of the summing integrator 6, which consists of an operational amplifier, an integrating capacitor Q _{t, an} integrating resistor jako output 11, an integrating resistor 2 12 output 12 and a voltage-current converter. The output of the voltage-current converter 1 is connected to the sample driving winding 2 ^{0 N} 1 turns.

Na snímací vinutí vzorku 5 o Ng závitech je připojen elektronický webermetr 4 a zesilovač 2. Zpětnovazební obvod 20 je tvořen sériovým spojením zesilovačů 2 a 3. Zesilovač 2 má konstantní přenos. Zesilovač 3 má připojení na vstup D signály kterým se ovládá jeho přenos. Výstup zesilovače 3 je připojen na vstup 12 sumačního integrátoru 6. Na vstup 11 ‘sumačního integrátoru 6 je připojeno řídící napětí U_r.An electronic webermeter 4 and an amplifier 2 are connected to the sensing winding of the Ng thread sample 5. The feedback circuit 20 is formed by a series connection of the amplifiers 2 and 3. The amplifier 2 has a constant transmission. The amplifier 3 has a connection to the input D signals controlling its transmission. The output of the amplifier 3 is connected to the input 12 of the summation integrator 6. The control voltage U _r is connected to the input 11 'of the summation integrator 6.

Na obr. 3 je zdroj 10 budícího proudu realizován obvodem 7 sestávajícím z operačního zesilovače, integračního kondenzátoru £, integračního odporu ϋχ, vyvedeného jako vstup 11 a deritačního kondenzátoru G^, vyvedeného jako vstup 12. Na výstupu se obvod 7 chová pro signál ze vstupu 11 jako integrační zesilovač a pro signál ze vstupu 12 jako nábojový zesilovač. Výstup obvodu 7 je připojen na obvod 1, tvořený převodníkem 1 napětí-proud, jehož výstup je připojen na budící vinutí vzorku 5 ^{0 N}1 závitech. Snímací vinutí vzorku 5 o N2 závitech je připojeno na vstup elektronického webermetru 4. Zpětnovazební obvod 20 je tvořen sériovým spojením elektronického webermetru 4 a zesilovače 3·In Fig. 3, the excitation current source 10 is implemented by a circuit 7 consisting of an operational amplifier, an integrating capacitor,, an integrating resistor ϋχ, outputted as input 11, and a deritivating capacitor G vy, outputted as input 12. 11 as an integration amplifier and for the signal from input 12 as a charge amplifier. The output of the circuit 7 is connected to a circuit 1 formed by a voltage-current converter 1, the output of which is connected to the sample driving winding ^{50 N} 1 turns. The sample winding of the sample 5 with N2 threads is connected to the input of the electronic webermeter 4. The feedback circuit 20 is formed by the serial connection of the electronic webermeter 4 and the amplifier 3.

Na vstup D zesilovače 3 je připojen signál ovládající přenosTransmission signal is connected to input D of amplifier 3

-3231 625 zesilovače 3. Výstup zesilovače 3 je připojen na vstup 12 obvodu 7. Na vstup 11 obvodu 7 je připojeno řídící napětí U_r.The output of the amplifier 3 is connected to the input 12 of the circuit 7. The control voltage U _r is connected to the input 11 of the circuit 7.

Popis činnosti zapojení podle vynálezu znázorněn^na obr.l. Zdroj 10 budícího proudu je řízen stejnosměrným napětím U_r, přiváděným na první vstup 11 a napětím z výstupu zpětnovazebního obvodu 20, přivedeného na druhý vstup 12. Na vstup D zpětnovazebního obvodu 20 se přivádí signál pro nastavení velikosti přenosu zpětné vazby. Je-li zdroj 10 budícího proudu řízen pouze napětím U_r z prvního vstupu 11, magnetizační proud, kterým je buzen vzorek 5, je charakterizován konstantní časovou změnou proudu. Ve snímacím vinutí vzorku 5 s N₂ závity se indukuje napětí úměrné časové změně magnetické indukce. Toto indukované napětí je největší ve strmých částech magnetizační charakteristiky. Indukované napětí se zavádí na druhém vstupu 12 zdroje 10 budicího proudu přes zpětnovazební obvod 20 tak, aby zmenšovalo časovou změnu magnetizačního proudu úměrně časové změně indukce. Zpětnovazební obvod 20 mé za úkol napětí indukované ve snímacím vinutí měřeného vzorku 5 zesílit resp. zeslabit v závislosti na počtech závitů Nj, N2 a rozměrech vzorku 5 tak, aby zmenšení časové změny magnetizačního proudu a tím i intenzity pole vyvolalo pokles časové změny magnetické indukce na požadovanou maximální velikost v průběhu magnetování. Nastavení přenosu zpětnovazebního obvodu 20 se provádí signálem na vstupu D, jímž lze docílit, aby rychlost pohybu pracovního bodu materiálu byla stejně veliká ve strmé části magnetizační charakteristiky jako v oblasti nasycení nebo aby časová změna magnetické indukce nepřekročila zadanou hodnotu. Velikost rychlosti pohybu pracovního bodu a maximální velikost časové změny intenzity magnetického pole se nastavuje velikostí napětí U_r. Polaritou napětí U_r se volí směs magnetování.A description of the operation of the circuit according to the invention is shown in FIG. The drive current source 10 is controlled by the direct voltage U _r applied to the first input 11 and the voltage from the output of the feedback circuit 20 applied to the second input 12. The input D of the feedback circuit 20 receives a signal for adjusting the amount of feedback transmission. If the excitation current source 10 is controlled only by the voltage U _r from the first input 11, the magnetizing current through which the sample 5 is excited is characterized by a constant time change of the current. In the sensing winding of the sample 5 with N ₂ threads, a voltage proportional to the time change of the magnetic induction is induced. This induced voltage is greatest in the steep parts of the magnetization characteristic. The induced voltage is applied to the second input 12 of the excitation current source 10 via the feedback circuit 20 so as to reduce the time change of the magnetizing current in proportion to the time change of the induction. The feedback circuit 20 is intended to amplify or decrease the voltage induced in the sensing winding of the sample to be measured. attenuate as a function of the number of turns N1, N2 and the dimensions of the sample 5 so that a decrease in the time change of the magnetizing current and hence of the field intensity causes the time change of the magnetic induction to decrease to the desired maximum magnitude during magnetization. The adjustment of the feedback circuit 20 is set by a signal at input D, which can be used to ensure that the speed of movement of the material's working point is as large as the steep portion of the magnetization characteristic as in the saturation region or that the time change of the magnetic induction does not exceed a specified value. The magnitude of the speed of movement of the working point and the maximum magnitude of the time change of the magnetic field intensity are set by the magnitude of the voltage U _r . The polarity of the voltage U _r is used for the magnetization mixture.

Na obr. 2 je zdroj 10 budícího proudu realizován sumačním integrátorem 6 integrujícím napětí U_r na prvním vstupu 11 a zpětnovazební napětí na druhém vstupu 12 a převodníkem 1 napětí-proud, který převádí výstupní napětí integrátoru 6 na raagnetizační proud, jímž je magnetován vzorek 2· zpětnovazební obvod 20 připojený na snímací vinutí se skládá ze sériového spojeníIn Fig. 2, the excitation current source 10 is realized by a summation integrator 6 integrating the voltage U _r at the first input 11 and the feedback voltage at the second input 12 and the voltage-current converter 1, which converts the output voltage of the integrator 6 into a magnetization current. The feedback circuit 20 connected to the sensing winding consists of a serial connection

prvního a druhého zesilovače 2 a 3. Zisk druhého zesilovače 3 se řídí signálem ze vstupu D tak, aby bylo dosaženo stejné velikosti rychlosti pohybu pracovního bodu měřenéno materiálu ve strmé části magnetizační charakteristiky a v oblasti nasycení nebo aby velikost časových změn magnetické indukce nabývala požadovaných hodnot. Velikost signálu na vstupu D druhého zesilovače 3 se určuje v závislosti na rozměrech vzorku 5., počtech závitů Νχ, Ng a přenosech integrátoru 6 a převodníku 1 napětí-proud. Velikost napětí U_r řídící velikost rychlosti nebo velikost časové změny intenzity pole se nastavuje v závislosti přenosu integrátoru 6 a převodníku 1 napětí-proud a na počtu závitů magnetizačního vinutí. Začátky vinutí snímacího a magnetizačního měřeného vzorku 5 je třeba zapojit tak, aby byla zachována záporná zpětná vazba.The gain of the second amplifier 3 is controlled by the signal from input D so as to achieve the same magnitude of the movement point of the measured point of the material measured in the steep part of the magnetization characteristic and in the saturation area or . The magnitude of the signal at input D of the second amplifier 3 is determined depending on the dimensions of the sample 5, the number of turns Νχ, Ng and the transmissions of the integrator 6 and the voltage-current converter 1. The magnitude of the voltage U _r controlling the magnitude of the velocity or the magnitude of the time variation of the field intensity is set depending on the transmission of the integrator 6 and the voltage-current converter 1 and the number of turns of the magnetization winding. The windings of the sensing and magnetizing measured sample 5 must be wired in such a way that the negative feedback is maintained.

Na obr. 3 je zdroj 10 budícího proudu realizován obvodem 7, který se pro signál na prvním vstupu 11 chová jako integrátor a pro signál na druhém vstupu 12 se chová jako nábojový zesilovač přenášející změny napětí, které vznikají na druhém vstupu 12 a převodníkem 1 napětí-proud. Převodník 1 napětí-proud převádí výstupní napětí obvodu 7 na magnetizační proud, kterým se magnetuje vzorek 5· Zpětnovazební obvod 20 sestává z elektronického webermetru 4, který je současně používán k měření magnetické indukce vzorku 5· Výstupní napětí webermetru 4 je zesíleno resp. zeslabeno druhým zesilovačem 3 v závislosti na signálu ze vstupu D. Napětí z druhého zesilovače 3 ae vede na druhý vstup 12 obvodu 7. Začátky vinutí vzorku 5 musí být zapojeny tak, aby byla zachována záporné zpětné vazba. To znamená, bude-li obvod 7, převodník 1 napětí-proud, webermetr 4, druhý zesilovač 3 se chovat jako invertor, bude platit zapojení vyznačené na obr. 3. Velikost signálu na vstupu D druhého zesilovače 3 se určuje v závislosti na počtech závitů Νχ, Ng*přenosech obvodu 7, převodníku 1 napětí-proud a webermetru 4. Řídícím napětím U_r se nastavuje velikost předepsané maximální časové změny intenzity magnetického pole. Signálem na vstupu D se nastavuje velikost předepsané maximální časové změny magnetické indukce.In Fig. 3, the excitation current source 10 is realized by a circuit 7 which acts as an integrator for the signal at the first input 11 and acts as a charge amplifier for the signal at the second input 12 to transmit voltage variations that occur at the second input 12 and the voltage converter 1. -current. The voltage-to-current converter 1 converts the output voltage of the circuit 7 into the magnetizing current by which the sample 5 is magnetized. The feedback circuit 20 consists of an electronic webermeter 4 which is simultaneously used to measure the magnetic induction of the sample 5. attenuated by the second amplifier 3 depending on the signal from input D. The voltage from the second amplifier 3 ae leads to the second input 12 of the circuit 7. The windings of the sample 5 must be connected in such a way as to maintain negative feedback. That is, if the circuit 7, the voltage-current converter 1, the webermeter 4, the second amplifier 3 behave as an inverter, the circuit shown in Fig. 3 will apply. The signal size at input D of the second amplifier 3 is determined according to the number of turns Νχ, Ng * transmissions of circuit 7, voltage-current converter 1 and webermeter 4. The control voltage U _r sets the magnitude of the prescribed maximum time change of the magnetic field intensity. The signal at input D sets the magnitude of the prescribed maximum time change of the magnetic induction.

Zapojení pro magnetování vzorků podle vynálezu, které řešíWiring for magnetizing samples according to the invention which they solve

-5231 problém maximální rychlosti pohybu po hysterézní smyčce, se dó využít při počítačovém záznamu naměřených hodnot, kde je omeze ný počet odebíraných vzorků za časový interval.The problem of the maximum velocity of movement along the hysteresis loop can be used for computerized recording of measured values, where the number of samples is limited per time interval.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

231 B2S

Sample magnetization circuit comprising a source of excitation current connected to a sample magnet winding and a webermeter connected to a sensor winding, characterized in that a feedback circuit (20) is connected to the sample winding (5), the output of which is introduced to the second input (12) of the excitation current source (10).

Wiring according to claim 1, characterized in that the source AO (excitation current) is formed by a voltage-current converter (1) to which the integrator (6) is connected.

3. The circuit according to claims 1 and 2, characterized in that the feedback circuit (20) is a series connection of the first and second amplifiers (2 and 3).

4. Connection according to claim 1, characterized in that the excitation current source (10) consists of a voltage-current converter (A) to which the circuit (7) is connected.

5. Connection according to claim 1, characterized in that the feedback circuit (20) is formed by the connection of the webermeter (4) and the second amplifier (3).