DE3028410A1 - Messverfahren fuer die hysteresekurve von magnetischen werkstoffen - Google Patents
Messverfahren fuer die hysteresekurve von magnetischen werkstoffenInfo
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Description
Patentanmeldung 25.7.1980
Die Erfindung betrifft ein Messverfahren für die Hysteresekurve B(H) bzw. J(H)
von magnetischen Werkstoffen. Es findet Anwendung bei der Messung an weichmagnetischen und an hartmagnetischen Werkstoffen.
Es ist bekannt, Hysteresekurven von weich- und von hartmagnetischen Werkstoffen
derart zu messen, dass die Messignale, die von an den Proben angeordneten Messelementen
erzeugt werden, nach Verstärkung und gegebenenfalls nach Integration
der B-Signale unmittelbar auf einen X-Y-Schreiber gegeben werden, sodass bei langsamer Änderung der magnetisierenden inneren Feldstärke H die gewünschten
Kurven der Flussdichte B(H) oder Polarisation J(H) = B - μ0 Η geschrieben werden.
Dieses bekannte Verfahren erlaubt bei weichmagnetischen Stoffen nicht die Aufzeichnung
bzw. Messung bei höheren Frequenzen als einigen Hz, während es bei hartmagnetischen Werkstoffen einen grossen Aufwand zum Erzeugen der zur Sättigung
erforderlichen Feldstärke in einem Messjoch bedingt.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie betrifft ein Messverfahren für die
Hysteresekurven von magnetischen Werkstoffen und ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Messwerte für die Flussdichte B bzw. für die Polarisation J und für die innere
Feldstärke H in je einem Kanal eines schnellen Digitalspeichers (Transienten-Recorder)
gleichzeitig, d.h. synchron gespeichert und dann entweder als Hysteresekurve langsam ausgeschrieben werden oder/und die Werte für einzelne Punkte der
Kurve (Remanenz Bp, Koerzitivfeldstärke Hc usw.) angezeigt oder ausgedruckt werden.
Bei Messungen an weichmagnetischen Werkstoffen können erfindungsgemäss beliebig
hohe Frequenzen und beliebige Kurvenformen (Sinus, Rechteck, Dreieck) verwendet werden und dennoch ein langsames Schreiben der entsprechenden Kurven oder Anzeigen
der Werte erfolgen.
Bei dauermagnetischen Werkstoffen kann erfindungsgemäss die äussere Hysteresekurve
im 1. und 2. Quadranten geschrieben werden, wenn mindestens die erste Amplitude
des Feldes H zur Sättigung ausreicht und die zweite (d.h. die erste negative) Amplitude grosser als die Koerzitivfeldstärke jHc der Polarisation J ist. Eine
solche Feldstärke kann erfindungsgemäss mit verhältnismässig geringem Aufwand
durch die periodische Entladung eines Kondensators mit abnehmender Amplitude in einem elektrischen Schwingkreis erzeugt werden, in dem die Induktivität als
Magnetisierspule ausgebildet ist. Dies ist vor allem bei der Messung an hochkoerzitiven
Ferrit-, Alnico- oder Seltenerd-Kobalt-Magneten der Fall.
Für das Speichern einer Hysteresekurve ist z.B. ein Zwei-Kanal-Transienten-Recorder
mit ^-Speicherplätzen und 8 Bit-Auflösung geeignet.
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3ei Anwendung des erfindungsgemässen Messverfahrens auf metallische Stoffe soll
-rfindungsgemäss die Frequenz des magnetisierenden Feldes so niedrig gehalten
erden, dass keine die Messung störenden Wirbelströme auftreten.
in bekannter Weise werden die magnetischen Werte B und H der Probe mit an ihr
^geordneten Messelementen erfasst.
ine Ausführung der Erfindung zur Messung der Hysteresekurve von weichmagnetischen
.erkstoffen ist in Fig. 1 dargestellt. Darin bedeuten:
1 ein Frequenzgenerator mit einstellbarer Frequenz und Kurvenform,
< ein Verstärker,
3 eine Feldspule, die in ihrem Inneren ein magnetisches Wechselfeld erzeugt,
4 die zu messende Probe, z.B. in Form eines Stabes oder eines Blechstreifens,
z. B. einer Epstein-Probe,
) eine die Probe umfassende Messspule für die Flussdichte B,
ΐ eine an der Probe anliegende Potentialspule für die innere Feldstärke H
in der Probe,
7 ein Integrator B, der das Signal dB/dt der Messspule 5 zu B(t) integriert,
8 ein Integrator H, der das Signal dB/dt der Messspule 6 zur H(t) integriert,
".-} ein Trans ie nte η-Recorder mit je einem Kanal für B(t) und H(t),
3 ein X-Y-Schreiber, der von dem Transienten-Recorder gesteuert wird und
die B(H)-Kurve des Werkstoffes der Probe aufzeichnet,
ein Anzeiger oder Drucker, der einzelne Werte der B(H)-Kurve anzeigt.
:e Verbindungen zwischen den Elementen der Schaltung sind einpolig gezeichnet,-
^deuten aber zweipolige Verbindungen.
t dem Frequenzgenerator und dem Verstärker wird in der Feldspule ein Strom und
η entsprechendes Magnetfeld erzeugt. Die Signale der B- und der Η-Spule werden
ch Integration in den beiden Kanälen des digitalen Transienten-Recorders geaichert
und können in an sich bekannter Weise zum Steuern des X-Y-Schreibers er des Anzeigegerätes oder Druckers abgerufen werden. Es ergibt sich die in
g. 1 in 10 dargestellte äussere Hysteresekurve der Probe.
t dem Anzeiger oder Drucker 11 werden erfindungsgemäss einzelne Werte der
steresekurve, z.B. die Remanenz Br, die Koerzitivfeidstärke BHC oder die Feidirke
bei einer bestimmten Flussdichte, z.B. H10 bei der Flussdichte 10 000 Gauss
gegeben werden.
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Eine andere Ausführung der Erfindung, die zur Messung der Hysteresekurve von
hartmagnetischen Werkstoffen geeignet ist, ist in Fig. 2 dargestellt. Darin bedeuten:
12 ein Kondensator mit der Kapazität C, der von einer Spannungsquelle auf
eine einstellbare Spannung aufgeladen ist,
13 ein Hochstromschalter, z.B. ein Ignitron oder ein Thyristor,
14 eine Feldspule mit der Induktivität L, die so bemessen ist, dass zusammen
mit der Kapazität C eine schwingende Entladung und damit ein schwingendes Magnetfeld in ihrem Inneren entsteht,
15 die zu messende Probe, z.B. in Form eines Stabes,
16 eine die Probe umfassende Messspule für die Flussdichte B,
17 eine an der Probe anliegende Potential spule für die innere Feldstärke H
in der Probe,
18 ein Integrator B, der das Signal dB/dt der Messspule 5 zu B(T) integriert,
19 ein Integrator H, der das Signal dB/dt der Messspule 6 zu H(t) integriert,
20 ein Transienten-Recorder mit je einem Kanal für B(t) und H(t),
21 ein X-Y-Schreiber, der von dem Transienten-Recorder gesteuert wird und
die B(H)-Kurve des Werkstoffes der Probe aufzeichnet,
22 ein Anzeiger oder Drucker, der einzelne Werte der B(H)-Kurve anzeigt.
Auch hier sind die Verbindungen einpolig gezeichnet, bedeuten aber zweipolige
Verbindungen.
Bei dieser Ausführung der Erfindung wird durch die schwingende (periodische) Entladung
des Kondensators 12 in der Spule 14 ein schwingendes Magnetfeld erzeugt. Es soll erfindungsgemäss so groß sein, dass die erste (positive) Amplitude H
zur magnetischen Sättigung der Probe ausreicht und die zweite (negative) Amplitude
mindestens so gross wie die Koerzitivfeldstärke jHc der Probe ist. Soll die
Hysteresekurve B(H) gemessen werden, so muss diese zweite Amplitude mindestens so
gross wie die Koerzitivfeldstärke ßHc der B(H)-Kurve sein; soll die Hysteresekurve
J(H) gemessen werden, so muss sie mindestens so gross wie die Koerzitivfeldstärke
jHc der J(H)-Kurve sein. Von den im Transienten-Recorder 20 gespeicherten
Messwerten können wahlweise nur die Entmagnetisierungskurve bis ßHc oder jHc aufgezeichnet
werden (voll gezeichnet) oder auch die sich daran anschliessenden inneren
Hystereseschleifen. Erfindungsgemäss kann die Entladung so bemessen sein, dass, wie
in Fig. 2 dargestellt, die Probe nach dem Abklingen der Entladung vollständig entmagnetisiert
ist.
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ζ
3 O 2 8 A 1 ö4"
Mit dem Anzeiger oder Drucker 22 werden erfindungsgemäss einzelne Werte der
Hysteresekurve, z.B. die Remanenz Βρ, die Koerzitivfeldstärke BHC und jHc
oder das Produkt (B H)max angegeben.
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Leerseite
Claims (9)
1) / Messverfahren für die Hysteresekurve von magnetischen Werkstoffen, dadurch
1^' gekennzeichnet, dass die Messwerte für die Flussdichte B bzw. für die
Polarisation J und für die innere Feldstärke H in je einem Kanal eines schnellen Digitalspeichers (Transienten-Recorder) gleichzeitig, d.h.
synchron gespeichert werden und dann entweder als Hysteresekurve langsam ausgeschrieben werden oder/und die Werte für einzelne Punkte der Kurve
(Remanenz Bp, Koerzitivfeidstärke Hc usw.) angezeigt oder ausgedruckt werden.
2) Messverfahren nach Anspruch 1), gekennzeichnet durch die Anwendung bei
weichmagnetischen Werkstoffen.
3) Messverfahren nach Anspruch 2), dadurch gekennzeichnet, dass die zu messende
Probe einem magnetischen Wechsel feld mit einstellbarer Kurvenform und
Frequenz ausgesetzt wird.
4) Messverfahren nach Anspruch 1), gekennzeichnet durch die Anwendung bei hartmagnetischen Werkstoffen.
5) Messverfahren für die Hysteresekurven von magnetischen Werkstoffen nach
Anspruch 4), dadurch gekennzeichnet, dass die zu messende Probe einem
magnetischen Wechselfeld mit abnehmender Amplitude ausgesetzt wird.
6) Messverfahren nach Anspruch 4), dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische
Wechselfeld durch die periodische Entladung eines Kondensators in einer Feldspule
erzeugt wird.
7) Messverfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Amplitude der Feldstärke H zur Sättigung der Probe ausreicht und die zweite Amplitude mindestens grosser als die Koerzitivfeldstärke jHc ist.
8) Messverfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz
des magnetischen Wechselfeldes so gewählt ist, dass keine die Messung verfälschende
Wirbelströme auftreten.
9) Messverfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen
Werte B und H der Probe mit an ihr angeordneten Messelementen erfasst werden.
130067/0311
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE19803028410 DE3028410A1 (de) | 1980-07-26 | 1980-07-26 | Messverfahren fuer die hysteresekurve von magnetischen werkstoffen |
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19803028410 DE3028410A1 (de) | 1980-07-26 | 1980-07-26 | Messverfahren fuer die hysteresekurve von magnetischen werkstoffen |
Publications (1)
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Country Status (2)
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| DE (1) | DE3028410A1 (de) |
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