DE2328690B2 - Potential-Polspule zur Messung von magnetischen Werkstoffen - Google Patents

Description

h'egenden Potentialpolspulc von gleicher Win- rungen unmittelbar messen,

dungsflächendiehte geschaltet ist. Eine solche Potentialspule wird nach der Erfin-

7. Meßpol für Magnete und magnetische Werk- 3« dung im Weicheisenpol eines magnetischen Meßjochs stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Po- angeordnet und im Folgenden als Potentialpolspule tentialpolspule nach Ansprüchen 1 bis 6 mit dem bezeichnet.

die zu messende Probe berührenden Ende im Ein Beispiel der Erfindung ist in F i g. I darge-

Innercn einer an sich bekannten Polspule für die stellt. Zwischen den Polen N und S eines Meß-

Messung der Induktion B angeordnet ist. 35 jochs ist die zu messende Magneiprobe 1 einge-

8. Meßjoch, dadurch gekennzeichnet, daß spannt. Die Induktion B wird mit einer Umspule 2. beide Meßpole mit Potcntialpolspulen nach An- die die Probe 1 eng umfaßt und die an das Fluxsprüchcn I bis 7 ausgerüstet sind. meter 3 angeschlossen ist, in bekannter Weise ge-

⁽). Verwendung der Potentialpolspule nach An- messen. Die innere Feldstärke H in der Probe 1

Sprüchen I bis 8 bei der Messung der Hysterese- 40 wird mit der erfindungsgemäßcn Potentialpolspule 4

kurven B(H) und /(//) von magnetischen Werk- gemessen, die durch einen Kanal im unteren Pol

stoffen und Magneten. des Meßjochs verläuft und mit einem Ende a die

10. Verwendung der Potentialpolspulc nach An- Stirnfläche der Probe 1 berührt, während das andere Sprüchen I bis 8 bei der Messung der Sättigungs- Ende Λ so weit von der Meßanordnung entfernt liegt. magnetisierung von magnetischen Werkstoffen 45 daß dort das magnetische Feld praktisch 0 ist, so und Magneten. daß das magnetische Potential dieser Stelle während

11. Verwendung der Potentialpolspule nach der Messung konstant bleibt. Die Potentialpolspulc 4 Ansprüchen I bis 8 bei der Messung der Koerzitiv- ist mit einem Fluxmeter 5 verbunden, das den feldstärke von magnetischen Werkstoffen und Potentialunterschied zwischen den Punkten α und b Magneten. 50 anzeigt: er ist dem Produkt aus der inneren Feldstärke H und der Probenlänge / proportional. Man

erhält daraus leicht die gesuchte innere Feldstärke H

durch Division mit der halben Probenlänge 1/2. in-

Die Erfindung betrifft eine Spule zur Messung der dem beispielsweise die Empfindlichkeit des Flux-

Mysteresekurve von magnetischen Werkstoffen, ins- 55 meters 5 entsprechend eingestellt wird,

!«sondere zur Messung der inneren Feldstärke H. In Fig. 2 ist eine zweckmäßige Ausführung einer

Bekanntlich werden die magnetischen Eigenschaf- Potentialpolspule nach der Erfindung dargestellt,

ten von Werkstoffen durch die Hysteresekurve, auch Diese besteht aus zwei geraden Teilspulen 6 und 7,

Magnetisierungskurve genannt, dargestellt. Sie zeigt die senkrecht zueinander in Bohrungen des unteren

die Induktion B oder die Magnetisierung B-H in Ab- 60 Meßpols angeordnet und in Serie mit dem Flux-

hängigkeit von der Feldstärke H im Magnetwerk- meter 8 verbunden sind. Mit ihnen wird die innere

stoff. Feldstärke H wie oben beschrieben gemessen. Die

Die Messung der Induktion B erfolgt beispiels- Induktion B wird mit einer an sich bekannten, im

weise mit einer die zu messende Probe umschließen- unteren Pol eingebetteten Polspule 9 gemessen, die

den Spule oder mit einer in den Pol eines Meßjochs 65 an das Fluxmeter 10 angeschlossen ist. Sie erfaßt

eingebetteten Polspule, auf der die zu messende den Teil des Flusses des zu messenden Magneten 11,

Probe aufliegt (deutsche Patentschrift 871 185). Die der durch ihre Fläche verläuft, so daß beliebig große

Feldstärke H konnte im Inneren der Probe bisher Magnete gemessen werden können, ohne daß ihr

Querschnitt bestimmt werden muß, wie es bei der Messung nach F i g. 1 der Fall ist.

Nach Fig. 3 kann auch in jedem der beiden IHeßpole 12 und 13 eine Potentialpolspule (14 und 15) angeordnet sein, deren Enden c und d die beiden Endflächen der zu messenden Probe 16 berühren, während ihre beiden anderen Enden e und / nahe beieinander liegen, möglichst in einem feld-Ireien Rau:*. Die beiden Spulen sind in Serie ge- «chaltet und mit dem Fluxmeter 17 verbunden. dessen Empfindlichkeit entsprechend der Probenlänge I so gewählt wird, daß unmittelbar die innere Feldstarke H in der Probe angezeigt wird. Diese Anordnung der Potenlialpolspulen ist bei der Messung von Proben mit inhomogener Verteilung der magnrtischen Werte zweckmäßig.

In Fig. 3 ist das magnetische Potentialfcld eingezeichnet, das sich bei der Messung von Proben mit hoher Sättigungsmagnetisierung und/oder hoher Koerzitivfeldstärke ergibt: es tritt eine magnetische Sättigung der Wcicheiscnpole im Bereich der Probe auf, so daß die Polflächen des Meßjochs keine Äquipotentialflächen mehr sind. Vielmehr verlaufen diese etwa wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet.

Die Folge ist, daß die magnetische Feldstärke neben der Probe nicht mehr gleich der inneren Feldstärke // ist und es nicht möglich ist, von der Feldstärke neben der Probe auf die innere Feldstärke H zu schließen. Bei der erfindungsgcmäßen Messung mit einer oder mit zwei Potentialpolspulcn wird dagegen die tatsächlich in der Probe herrschende Feldstärke H gemessen.

Bei der Messung der inneren Feldstärke H mit der erfindungsgemäßen Potentialpolspule kann der Fehler, der durch die Anordnung des Kanals für die Potentialpolspule unter der Probe entsteht, sehr klein gehalten werden. Bei entsprechender Empfindlichkeit des Fluxmcters braucht die Potentialpolspule nur einen Durchmesser von etwa I mm zu besitzen, so daß bei Proben von etwa 10 mm Durchmesser praktisch keine merkliche Störung des Flusses durch die I obe auftritt. Eine Potentialpolspule nach der Ertindimg besteht beispielsweise aus einigen Lagen Kupferdraht von 0,04 mm φ, die mit konstanter Windungsdichte n/l auf einen nichtmagnetischen Kern von 1,00 mm 0 gewickelt sind.

Lirfindungsgemäß ist es auch vorteilhaft, bei homogenen Proben die Induktion B auf der einen Seite und die magnetische Feldstärke H auf der anderen Seite der Probe zu messen, indem die Polspule für B in dem einen Pol, die Potentialpolspule für H in dem anderen Pol gegenüberliegend angeordnet sind.

In bekannter Weise können die Meßspulen für B und H gegeneinander in Serie geschaltet werden, so daß die Magnetisierung ß — H=J gemessen wird. In Fig. 4 ist eine solche Messung an einer Probe ans Reinnickel dargestellt. Mit g ist die 7(f/)-Kurve bezeichnet, die man mit in Serie geschalteter Polspule für B und neben der Probe angeordneter Meßspule für H erhält: sobald die Induktion in den Polen des Meßjochs etwa l,2Tesla (— 12 Kilogauß) überschreitet, mißt die /7-Spule eine zu große Feldstärke, so daß J-B — H kleiner als die vorher schon erreichte Sättigungsmagnetisierung wird. Verwendet man für die Messung der Feldstärke H die crfindungsgemäßc Potentialpolspule, so ergibt sich die Kurve /1, aus der die Sättigungsmagnetisierung der Probe entnommen werden kann.

Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für die Messung von hochkoerzitiven Werkstoffen, z. B. von Alnico-Legierungen, von Barium-Strontium-Ferriten und von seltenen Erden-Kobalt-Legierungcn. In Fig. 5 ist die Messung der /(W)-Kurve an einer Probe aus SmCO₅ aufgezeichnet. Wird die magnetische Feldstärke H mit einer neben der Probe anüL'ordncten Spule gemessen, ergibt sich der Verlauf / mit dem gleichen Fehler wie in Fig. 4. Mißt man dagegen H mit der erfindungsgemäßen Potentialpolspule, so ergibt sich die richtige Einmündung k der ./(//)-Kurve in die magnetische Sättigung.

Die erfindungsgemäße Potentialpolspule kann sowohl bei der Messung von hartmagnetischen als auch von weichmagnetischen Stoffen verwendet werden. Sie ist auch für die Messung der Sättigungsmagnetisierimg oder der Koerzitivfeldstärke von Stoffen vorteilhaft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

nicht gemessen werden. Man hat sich damit begnügt, Patentansprüche- sie neben der Probe zu messen und den gemessenen ' Wert gleich dem in der Probe herrschenden anzu-

1. Potentialpolspule zur Messung von magne- nehmen oder auf diesen zu extrapolieren (DIN 50 470, tischen Werkstoffen, dadurch gekenn- d 1964, Absatz 8.3). _ Diese Annahme ist aber ungezeichnet, daß sie den Weicheisenpol eines nau, besonders bei der Messung hochkoerz.tiver Meßjochs durchläuft und mit einem Ende die Werkstoffe in einem Joch, wenn bei hohen Induktio-Stirnseite der zu messenden Probe berührt. ncn eine magnetische Sättigung der We.cheisenpole

2. Potentialpolspule nach Anspruch I, da- des Meßjochs auftritt.

durch gekennzeichnet, daß sie mit einem Ende ία Nach der Erfindung wird die magnetische FeId-

die Stirnseite der zu messenden Probe berührt s.ärke H mit einer durch den Pol des Meßjochs ver-

und mit dem anderen Ende auf einem Punkt laufenden Polentialspule gemessen, deren eines Ende

konstanten magnetischen Potentials liegt. die zu messende Probe auf .hrer Stirnseite berührt.

3. Potentialpolspule nach Anspruch I und 2. Eine Potentialspule ist bekanntlich eine lange dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem ma- 15 Spule mit konstantem Wert von η FIL, worin η die gnetischen Fluxmeter oder Integrator verbunden Windungszahl, F die Windungsnache und / die Tst. Länge der Spule ist. Sie ist also eine Spule mit kon-

4 Potentialpolspule nach Ansprüchen 1 bis 3. stanter Windungsflächendichte. Sie kann heispiels-

dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei oder weise auf einen Stab von konstantem Querschnitt

mehr I eifspulen besteht. 20 mit konstanter Windungsdichte nl gewickelt sein.

5. Potentialpolspule nach Ansprüchen I bis 4. lsi eine Potentialspule an ein magnetisches Flux-

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine konstante meter angeschlossen, so zeigt dieses Änderungen dei

Windungsflächendichte aufweist. magnetischen Potentialdiffcrenz zwischen den beiden

ft. Meßpoi für Magnete und magnetische Werk- Enden der Potentialspule unmittelbar an. Legt man

stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Potential- 25 das eine Ende einer Potentialspule auf einen Punkt,

polspule nach Ansprüchen 1 bis 5 axial darin an- dessen magnetisches Potential sich nicht ändert, so

geordnet und in Serie mit einer im Winkel dazu kann man mit dem anderen Ende Potentialände-