DE2114143A1 - Device for measuring the magnetic flux density - Google Patents

Device for measuring the magnetic flux density

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DE2114143A1 DE19712114143 DE2114143A DE2114143A1 DE 2114143 A1 DE2114143 A1 DE 2114143A1 DE 19712114143 DE19712114143 DE 19712114143 DE 2114143 A DE2114143 A DE 2114143A DE 2114143 A1 DE2114143 A1 DE 2114143A1
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terminals
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Sellars Ian Carrington
Lawrence Mossom
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Elcometer Instruments Ltd
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Description

Firma ELCOMETER INSTRUMENTS LTD. FAIRFIELD ROAD, DROYLSDEN,Company ELCOMETER INSTRUMENTS LTD. FAIRFIELD ROAD, DROYLSDEN,

MANCHESTER M 35 6AU, LANCASHIRE, GROßBRITANNIEN.MANCHESTER M35 6AU, LANCASHIRE, UK.

Gerät zum Messen der magnetischen FlußdichteDevice for measuring the magnetic flux density

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung der magnetischen Flußdichte, welches sich durch vielseitige Verwendungsmöglichkeiten auszeichnet.The invention relates to a device for measuring the magnetic flux density, which is versatile in use excels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät ium Messen der magnetischen Flußdichte zu schaffen und vor allem ein Gerät zur Bestimmung der Dicke eines nichtferromagnetischen Stoffes, eines nichtferromagnetischen Stoffes auf einem ferromagnetischen Grundmaterial, zur Bestimmung der Dicke einer Nickelschicht, die auf einem nichtmagnetischen Träger aufgetragen ist, oder des Ferrit· gehaltes beispielsweise eines rostfreien Stahles.The invention has for its object to provide an apparatus for measuring the magnetic flux density all a device for determining the thickness of a non-ferromagnetic Substance, a non-ferromagnetic substance on a ferromagnetic base material, for Determination of the thickness of a nickel layer on a non-magnetic carrier is applied, or the ferrite content, for example a stainless steel.

Das Gerät nach der Erfindung löst diese Aufgabe durch Verwendung einer Meßsonde mit einem Dauermagneten und einem ferromagnetisehen Tastkopf, einen Luftspalt zwischen beiden, in welchem eine Feldplatte und ein Thermistor untergebracht sind, sowie eine Brückenschaltung mit Hilfsmitteln für die Anzeige, wobei die FeldplatteThe device according to the invention solves this problem by using a measuring probe with a permanent magnet and a ferromagnetic probe head, an air gap between both, in which a field plate and a thermistor are housed, as well as a bridge circuit with aids for the display, with the field plate

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die unbekannte Größe, der Thermistor eine oder einen Teil der bekannten Größen der Briickenschaltung bilden.the unknown quantity, the thermistor form one or a part of the known quantities of the bridge circuit.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigt:An example embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing. It shows:

Fig. 1 einen schematisehen Teilschnitt durch eine Meßsonde und1 shows a schematic partial section through a measuring probe and

Fig. 2 ein Schaltschema hierzu;2 shows a circuit diagram for this;

Ein nach der Erfindung hergestelltes Gerät enthält eine Meßsonde (Fig. 1) mit einem Dauermagneten 10, der in einem nicht ferromagnetische Gehäuse 11 untergebracht ist. Das Gehäuse 11 trägt einen Tastkopf 12 beispielsweise aus Stahl, wobei sich zwischen diesem und dem Magneten 10 ein Luftspalt befindet. In dem Luftspalt ist eine Feldplatte MRl vorgesehen, deren elektrischer Widerstand von der magnetischen Flußdichte abhängt, die in dem Luftspalt vorhanden ist, sowie ein Thermistor ThI, dessen elektrischer Widerstand von der Umgebungstemperatur abhängig ist, und der für die Kompensation der Temperaturschwankungen in der Feldplatte MRl sorgt.A device made according to the invention contains a measuring probe (Fig. 1) with a permanent magnet 10, which is shown in a non-ferromagnetic housing 11 is housed. The housing 11 carries a probe head 12, for example made of steel, with an air gap between this and the magnet 10. In the air gap is a field plate MRl is provided, the electrical resistance of which depends on the magnetic flux density, which in the air gap is present, as well as a thermistor ThI, whose electrical resistance depends on the ambient temperature is dependent, and which ensures the compensation of the temperature fluctuations in the field plate MR1.

Zuleitungen a, b und c sind mit den Klemmen a1, b1 und c1 der Schaltung nach Fig. 2 verbunden. Diese Schaltung ist vorzugsweise in einer besonderen Einheit untergebracht, die an die Meßsonde mit Hilfe eines biegsamen Kabeis angeschlossen wird, welches die Zuleitungen a, bLeads a, b and c are connected to the terminals a 1 , b 1 and c 1 of the circuit of FIG. This circuit is preferably housed in a special unit which is connected to the measuring probe with the aid of a flexible cable which connects the leads a, b

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und c enthält. Die Schaltung besteht aus einer Brücke, deren vier Brückenzweige durch die Feldplatte MRl, durch einen Widerstand R„, einen voreingestellten Stellwiderstand VRl, der mit einem veränderlichen Nullabgleichwiderstand VR2 in Reihe geschaltet ist, und aus einer Parallelschaltung des Thermistors ThI und eines Widerstandes R7 gebildet werden. Ein Verstärker 13 wird an die Klemmen der Brückenschaltung angeschlossen, an denen jede beliebige Meßdiagonalspannung angezeigt werden muß, und der Verstärkerausgang ist an ein Galvanometer 14 angeschlossen.and c contains. The circuit consists of a bridge, the four bridge branches of which go through the field plate MR1 a resistor R ", a preset variable resistor VRl, which is connected in series with a variable zero balance resistor VR2, and from one Parallel connection of the thermistor ThI and a resistor R7 can be formed. An amplifier 13 is on connected to the terminals of the bridge circuit, at which any measurement diagonal voltage can be displayed must, and the amplifier output is connected to a galvanometer 14.

Die Brückenspeisespannung von einer Batterie 15 wird durch eine Zenerdiode D, und einen in Reihe geschalteten Regeltransistor T, stabilisiert. Die Widerstände R, und R., ermöglichen es, daß sich die Spannung um den Mittelpunkt des Spannungsbereiches der Batterie 15 einspielt.The bridge supply voltage from a battery 15 is provided by a zener diode D, and one connected in series Control transistor T, stabilized. The resistors R, and R., allow the voltage to move around the midpoint of the voltage range of the battery 15 plays.

Wenn das Gerät die Dicke einer Schicht eines nichtmagne- a tischen Stoffes messen soll, wird die Meßsonde zuerst so angeordnet, daß der Tastkopf 12 auf einer ferromagnetischen Platte ruht, und es wird der Widerstand VR2 so eingestellt, daß der Zeiger des Galvanometers 14 auf Null steht. Dann wird die nichtferromagnetische Schicht zwischen die Platte und den Tastkopf 12 gelegt, wonach eine weitere Ablesung vorgenommen wird. Die Feldplatte MRl nimmt jetzt eine verschiedene magnetische Flußdichte auf, weil der magnetische Fluß im Luftspalt von dem Abstand des Tastkopfes 12 von der Platte abhängig ist, und die Unsymmetrie der Brücke, die auf diese Weise hervorgeru-If the device is intended to measure a non- magnetic a schematically substance, the thickness of a layer, the probe is first positioned so that the probe 12 rests on a ferromagnetic plate, and the resistance VR 2 is set so that the pointer of the galvanometer 14 Is zero. The non-ferromagnetic layer is then placed between the plate and the probe head 12 and another reading is taken. The field plate MR1 now absorbs a different magnetic flux density because the magnetic flux in the air gap depends on the distance between the probe head 12 and the plate, and the asymmetry of the bridge, which is produced in this way.

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fen wird, proportional zu der Schichtdicke ist. Das Signal wird durch den Verstärker 13 verstärkt und an dem Galvanometer 14 angezeigt, dessen Skala beispielsweise in Hundertstel Millimeter geeicht ist. Auf diese Weise kann die Dicke der Schicht unmittelbar abgelesen werden. Der Meßbereich des Galvanometers kann durch Einstellung eines in Reihe geschalteten Stellwiderstandes V13 und durch die Ausstattung des Manometers mit zwei oder mehr geeichten Skalen ausgewählt werden.fen is proportional to the layer thickness. The signal is amplified and switched on by the amplifier 13 the galvanometer 14 displayed, the scale for example is calibrated in hundredths of a millimeter. In this way the thickness of the layer can be read off immediately will. The measuring range of the galvanometer can be adjusted by setting a series-connected variable resistor V13 and by equipping the pressure gauge with two or more calibrated scales.

Der magnetische Fluß in dem Luftspalt ist ebenfalls von der magnetischen Permeabilität eines ferromagnetischen Stoffes oder Gegenstandes abhängig, auf den der Tastkopf gelegt wird. Deshalb wird beispielsweise für die Messung der Dicke einer Nickelschicht, die auf einem nichtferromagnetischen Körper aufgebracht ist, oder des Ferritgehaltes eines rostfreien Stahls der Stellwiderstand VR2 so eingestellt, daß das Galvanometer auf Null zeigt, wenn sich die Meßsonde in der freien Luft befindet. Die Meßsonde wird dann unmittelbar auf den in der Prüfung befindlichen Stoff oder Gegenstand gelegt und das Ergebnis kann auf der passend geeichten Skala des Galvanometers abgelesen werden.The magnetic flux in the air gap is also of the magnetic permeability of a ferromagnetic one Depending on the substance or object on which the probe head is placed. Therefore, for example, for the Measurement of the thickness of a nickel layer applied to a non-ferromagnetic body, or of the ferrite content of a stainless steel, the variable resistor VR2 is set so that the galvanometer points to zero when the probe is in the open air. The measuring probe is then immediately on the substance or object under examination is placed and the result can be appropriately calibrated on the The galvanometer scale can be read.

PatentansprücheClaims

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Claims (1)

21UU321UU3 DIPL.-ING. H. HAMMERMANN, 8500 NÜRNBERG, SCHLEGELSTRASSE 25DIPL.-ING. H. HAMMERMANN, 8500 NUREMBERG, SCHLEGELSTRASSE 25 betreffend: Datum: Seite:Concerning: Date: Page: 23.3.7123.3.71 PatentansprücheClaims 1. Gerät zum Messen der magnetischen Flußdichte, gekennzeichnet durch eine Meßsonde (11) mit einem Dauermagneten (10) und einem ferromagnetischen Tastkopf (12),1. Device for measuring the magnetic flux density, marked by a measuring probe (11) with a permanent magnet (10) and a ferromagnetic probe head (12), einen Luftspalt zwischen beiden, in welchem eine Feld- ™an air gap between the two, in which a field ™ platte (MRl) und ein Thermistor (Tl'untergebracht sind, sowie eine Brückenschaltung mit Hilfsmitteln für die Anzeige (14), wobei die Feldplatte die unbekannte Größe, der Thermistor eine oder einen Teil der bekannten Größen der Brückeηschaltung bilden.plate (MRl) and a thermistor (Tl 'are housed, as well as a bridge circuit with aids for the display (14), the field plate being the unknown quantity, the thermistor form one or a part of the known quantities of the bridge circuit. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde ein nichtferromagnetisches Gehäuse (11) aufweist .2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Measuring probe has a non-ferromagnetic housing (11). 3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (| ferromagnetische Tastkopf (12) aus Sbahl besteht.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the (| ferromagnetic probe head (12) made of Sbahl. 4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an der Meßsonde (11) drei Klemmen (a,b,c) vorgesehen sind, die über ein Verbindungskabel mit den entsprechenden drei Klemmen (a1, b1, c1) der Brückenschaltung verbunden sind .4. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the measuring probe (11) three terminals (a, b, c) are provided, which via a connecting cable with the corresponding three terminals (a 1 , b 1 , c 1 ) of the bridge circuit are connected . 5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite bekannte Größe der Brückenschaltung einen voreingesteLlten Stellwiderstand (VRl) enthält.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that a second known size of the bridge circuit has a preset value Contains variable resistor (VRl). 109842/12 2 3109842/12 2 3 DIPL-ING. H. HAMMERMANN, 8500 NÜRNBERG, SCHLEGELSTRASSE 25DIPL-ING. H. HAMMERMANN, 8500 NUREMBERG, SCHLEGELSTRASSE 25 betreffend: Datum: Seite:Concerning: Date: Page: 23.3.71 Jt 03/23/71 Jt 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte bekannte Größe der Brückeηschaltung einen Einstellwiderstand (VR2) für den Nullabgleich der Brücke enthält -6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the third known variable of the Brückeη circuit an adjustment resistor (VR2) for zeroing the bridge contains - 7. Gerät nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei Klemmen der Brückenschaltung ein Regeltransistor (T1) angeschlossen ist, der die Stromversorgung der Brückenschaltung steuert.7. Apparatus according to claims 5 or 6, characterized in that a control transistor (T 1 ) is connected to two terminals of the bridge circuit, which controls the power supply of the bridge circuit. 8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Zenerdiode (Dl) in Reihe mit dem Regeltransistor (T,), welche die Speisespannung stabilisiert.8. Apparatus according to claim 7, characterized by a Zener diode (Dl) in series with the control transistor (T,), which stabilizes the supply voltage. 9. Gerät nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Eingänge (4,5) eines Verstärkers (13) mit zwei Klemmen der Brückenschaltung verbunden sind, um eine Meßdiagonalspannung aus der Brückenschaltung aufzunehmen, wobei der Ausgang des Verstärkers (13) an ein Hilfsmittel für die Anzeige (14) angeschlossen ist.9. Apparatus according to claims 5 to 8, characterized in that two inputs (4,5) of an amplifier (13) with two terminals of the bridge circuit are connected to receive a measurement diagonal voltage from the bridge circuit, wherein the output of the amplifier (13) is connected to an auxiliary means for the display (14). 10. Gerät nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsmittel für die Anzeige ein Galvanometer (14) verwendet ist.10. Device according to claims 5 to 9, characterized in that that a galvanometer (14) is used as an aid for the display. 11. Gerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (K7) parallel zu dem Thermistor (ThI) geschaltet ist.11. Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that a resistor (K7) is parallel to the thermistor (ThI) is switched. 109 8 42/1223109 8 42/1223
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