DE2328690C3 - Potential-Polspule zur Messung von magnetischen Werkstoffen - Google Patents

Description

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
liegenden Potentiaipolspule von gleicher Win-

kann man mit dem anderen Ende Potentialänderungen unmittelbar messen.

Eine solche Potentialspule wird nach der Erfin-

7. Meßpol für Magnete und magnetische Werk- 30 dung im Weicheisenpol eines magnetischen Meßjochs stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Po- angeordnet und im Folgenden als Potentiaipolspule

dungsflächendichte geschaltet ist.

tentialpolspule nach Ansprüchen I bis 6 mit dem die zu messende Probe berührenden Ende im Inneren einer an sich bekannten Polspule für die Messung der Induktion B angeordnet ist.

8. Meßjoch, dadurch gekennzeichnet, daß beide Meßpole mit Potentialnolspulen nach Ansprüchen I bis 7 ausgerüstet sind.

'). Verwendung der Potentialpolspuie nach Anbezeichnet.

Ein Beispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Zwischen den Polen /V und S eines Meßjochs ist die zu messende Magnetprobe 1 eingespannt. Die Induktion B wird mit einer Umspule 2, die die Probe 1 eng umfaßt und die an das Fluxmeter 3 angeschlossen ist, in bekannter Weise gemessen. Die innere Feldstärke H in der Probe 1

Sprüchen 1 bis 8 bei der Messung der Hysterese- 4° wird mit der erfindungsgemäßen Potentiaipolspule 4 kurven B(H) und J(H) von magnetischen Werk- gemessen, die durch einen Kanal im unteren Pol stoffen und Magneten.

10. Verwendung der Potentialpolspule nach Ansprüchen 1 bis 8 bei der Messung der Sättigungsmagnetisierung von magnetischen und Magneten.

11. Verwendung der Potentialpolspule nach Ansprüchen 1 bis 8 bei der Messung derKoerzitivfeldstärke von magnetischen Werkstoffen und Magneten.

Die Erfindung betrifft eine Spule zur Messung der

des Meßjochs verläuft und mit einem Ende a die Stirnfläche der Probe 1 berührt, während das andere Ende b so weit von der Meßanordnung entfernt liegt. Werkstoffen 4.5 daß dort das magnetische Feld praktisch 0 ist, so daß das magnetische Potential dieser Stelle während der Messung konstant bleibt. Die Potentiaipolspule 4 ist mit einem Fluxmeter 5 verbunden, das den Potentialunterschied zwischen den Punkten α und b 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, indem beispielsweise die Empfindlichkeit des Flux-

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

besondere zur Messung der inneren Feldstärke H.

Bekanntlich werden die magnetischen Eigenschaften von Werkstoffen durch die Hysteresekurve, auch Magnetisierungskurve genannt, dargestellt. Sie zeigt die Induktion B oder die Magnetisierung B-H in Abhängigkeit von der Feldstärke H im Magnetwerkstoff.

Die Messung der Induktion B erfolgt beispielsweise mit einer die zu messende Probe umschließen-In F i g. 2 ist eine zweckmäßige Ausführung einer Potentiaipolspule nach der Erfindung dargestellt. Diese besteht aus zwei geraden Teilspulen 6 und 7, die senkrecht zueinander in Bohrungen des unteren Meßpols angeordnet und in Serie mit dem Fluxmeter 8 verbunden sind. Mit ihnen wird die innere Feldstärke H wie oben beschrieben gemessen. Die Induktion B wird mit einer an sich bekannten, im 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 II,

der durch ihre Fläche verläuft, so daß beliebig große Magnete gemessen v/erden können, ohne daß ihr

g p

Probe aufliegt (deutsche Patentschrift 871 185). Die Feldstärke H konnte im Inneren der Probe bisher

3 4

Querschnitt bestimmt werden muß, wie es bei der Kupferdraht von 0,04mm φ, die mit konstanter

Messung nach F i g. 1 der FaIi ist. Windungsdichte nil auf einen nichtmagnetischen

Nach Fig. 3 kann auch in jedem der beiden Kern von 1,00mm φ gewickelt sind.

Meßpole 12 und 13 eine Potentia'polspule (14 und Erfindungsgemäß ist es auch vorteilhaft, bei homo-

15) angeordnet sein, deren Enden c und d die 5 genen Proben die Induktion B auf der einen Seite

beiden Endflächen der zu messenden Probe 16 und die magnetische Feldstärke H auf der anderen

berühren, während ihre beiden anderen Enden e und Seite der Probe zu messen, indem die Polspule für B

j nahe beieinander liegen, möglichst in einem feld- in dem einen Pol, die Potentialoolspule für H in dem

freien Raum. Die beiden Spulen sind in Serie ge- anderen Pol gegenüberliegend angeordnet sind,

schaltet und mit dem Fluxmeter 17 verbunden. io In bekannter Weise können die Meßspulen für B

dessen Empfindlichkeit entsprechend der Probenlänge und H gegeneinander in Serie geschaltet werden, so

/ so gewählt wird, daß unmittelbar die innere Feld- dab die Magnetisierung B — H=J gemessen wird,

stärke H in der Probe angezeigt wird. Diese An- In F i g. 4 ist eine solche Messung an einer Probe

Ordnung der Potentialpolspulen ist bei der Messung aus Reinnickel dargestellt. Mit g ist die 7(A/)-Kurve

von Proben mit inhomogener Verteilung der ma- 15 bezeichnet, die man mit in Serie geschalteter PoI-

gnetischen Werte zweckmäßig. spule für B und neben der Probe angeordneter Meß-

In Fis. 3 ist das magnetische Potentialfcld ein- spule für H erhält: sobald die Induktion in den

gezeichnet, das sich bei der Messung von Proben Polen des Meßjochs etwa l,2Tesla(= 12 Kilogauß) mit hoher Sättigungsmagnetisiening und/oder hoher überschreitet, mißt die W-Spule eine zu große FeId-

Koerzitivfeldstärke ergibt: es tritt eine magnetische 20 stärke, so daß J = B — H kleiner als die vorher

Sättigung der Weicheisenpole im Bereich der Probe .schon erreichte Sättigungsmagnetisicrung wird. Ver-

aui. so daß die Polflächen des Meßjochs keine wendet man für die Messung der Feldstärke H die

Äquipotentialflächen mehr sind. Vielmehr verlaufen erfindungsgemäße Potentialpolspule, so ergibt sich

diese etwa wie in F i g. 3 gestrichelt angedeutet. die Kurve h, aus der die Sättigungsmagnetisierung

Die Folge ist. daß die magnetische Feldstärke 25 der Probe entnommen werden kann,

neben der Probe nicht mehr gleich der inneren Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für

Feldstärke H ist und es nicht möglich ist, von der die Messung von hochkoerzitiven Werkstoffen, z. B.

Feldstärke neben der Probe auf die innere Feld- von Alnico-Legierungen, von Barium-Strontium-Fer-

stärke H zu schließen. Bei der erfindungsgemäßen riten und von seltenen Erdcn-Kobalt-Legierungen.

Messung mit einer oder mit zwei Potentiaipolspulen 30 In Fig. 5 ist die Messung der /(W)-Kurve an einer

wird dagegen die tatsächlich in der Probe herrschende Probe aus SmCOs aufgezeichnet. Wird die magnc-

Feldstärke H gemessen. tische Feldstärke H mit einer neben der Probe an-

Bei der Messung der inneren Feldstärke H mit geordneten Spule gemessen, ergibt sich der Verlauf / der erfindungsgemäßen Potentialpolspule kann der mit dem gleichen Fehler wie in Fig. 4. Mißt man Fehler, der durch die Anordnung des Kanals für die 35 dagegen H mit der erfindungsgemäßen Potential-Potentialpolspule unter der Probe entsteht, sehr klein polspule, so ergibt sich die richtige Einmündung A gehalten werden. Bei entsprechender Empfindlichkeit der y(/V)-Kurve in die magnetische Sättigung,
des Fluxmeters braucht die Potcntialpolspule nur Die erfindungsgemäßc Potentialpolspule kann socinen Durchmesser von etwa I mm zu besitzen, so wohl bei der Messung von hartmagnetischen als auch daß bei Proben von etwa IO mm Durchmesser prak- 40 von weichmagnetischen Stoffen verwendet werden, tisch keine merkliche Störung des Flusses durch die Sie ist auch für die Messung der Sättigungsmagneti-Probe auftritt. Eine Potentialpolspule nach der Er- sierung oder der Koerzitivfeldstärke von Stoffen findung besteht beispielsweise aus einigen Lagen vorteilhaft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Potentiaipolspule zur Messung von magnetischen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Weicheisenpol eines Meßjochs durchläuft und mit einem Ende die Stirnseite der zu messenden Probe berührt.

2. Potentiaipolspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Ende die Stirnseite der zu messenden Probe berührt und mit dem anderen Ende auf einem Punkt konstanten magnetischen Potentials liegt.

3. Potentiaipolspule nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem magnetischen Fluxmeter oder Integrator verbunden ist.

*■. Potentiaipolspule nach Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei oder mehr Teilspulen besteht.

5. Potentiaipolspule nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß sie eine konstante Windungsflächendichte aufweist.

6. Meßpol für Magnete und magnetische Werk-

nicht gemessen werden. Man hat sich damit begnügt, sie neben der Probe zu messen und den gemessenen Wert gleich dem in der Probe herrschenden anzunehmen oder auf diesen zu extrapolieren (DIN 50 470, 1964, Absatz 8.3). Diese Annahme ist aber ungenau, besonders bei der Messung hochkoerätiver Werkstoffe in einem Joch, wenn bei hohen Induktionen eine magnetische Sättigung der Weicheisenpole des Meßjochs auftritt.

Nach der Erfindung wird die magnetische Feldstärke H mit einer durch den Pol des Meßjochs verlaufenden Potentialspule gemessen, deren eines Ende die zu messende Probe auf ihrer Stirnseite berührt. Eine Potentialspule ist bekanntlich eine lange

Spule mit konstantem Wert von n.F/l, worin η die Windungszahl, F die Windungsfläche und / die Länge der Spule ist. Sie ist also eine Spule mit konstanter Windungsflächendichte. Sie kann beispielsweise auf einen Stab von konstantem Querschnitt mit konstanter Windungsdichte n/l gewickelt sein. Ist eine Potentialspule an ein magnetisches Fluxmeter angeschlossen, so zeigt dieses Änderungen der magnetischen Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden der Potentialspule unmittelbar an. Legt man