Przedmiotem niniejszego wynalazku jest minia¬ turowy przyrzad do pomiaru magnetyzmu szczat¬ kowego, zwlaszcza lozysk tocznych i narzedzi, dzia¬ lajacy na zasadzie nakladania sie mierzonego pola magnetycznego ze zmiennym polem pomocniczym wytwarzanym w sondzie przyrzadu za pomoca generatora tranzystorowego.Znane sa przyrzady indukcyjne do pomiarów natezenia pola magnetycznego, zaopatrzone w cew¬ ke wirujaca w mierzonym polu magnetycznym i mierzace napiecie indukowane w cewce. Znane sa takze podobnej konstrukcji przyrzady elektro¬ dynamiczne, mierzace wiekosc momentu obroto¬ wego, dzialajacego na cewke, umieszczona w mie¬ rzonym polu magnetycznym, przez która przeply¬ wa prad o stalej wartosci. Obydwa te rodzaje przyrzadów sa zaopatrzone w precyzyjne ruchome zespoly, wobec czego maja charakter typowo la¬ boratoryjny i nie nadaja sie do uzytku warsztato¬ wego.W ostatnim czasie zbudowano równiez urza¬ dzenie do pomiaru natezenia pola magnetycznego oparte na efekcie Halla, których dzialanie polega na tym, ze przy przepuszczaniu pradu przez plytke pólprzewodnika w kierunku prostopadlym do kie¬ runku natezenia pola magnetycznego, w którym jest ona umieszczona — powstaje pole elektryczne, przy czym natezenie tego pola ma wartosc wprost proporcjonalna do wartosci natezenia pola magne¬ tycznego i natezenia pradu i odwrotnie proprcjo¬ lo 15 20 25 30 nalna do grubosci plytki, przy czym ma kierunek prostopadly do wektorów obydwu tych natezen.Zasadnicza wada tych urzadzen jest Wplyw tem¬ peratury zewnetrznej na wartosc natezenia wzbu¬ dzanego pola elektrycznego, a ponadto kruchosc i delikatnosc czujnika, co równiez nie umozliwia jego zastosowania w warunkach warsztatowych.Ostatnio zbudowano takze urzadzenie do pomia¬ ru natezenia pola magnetycznego oparte na za¬ sadzie rezonansu protonowego (magnetyczno-jadro¬ wego), które jednak ze wzgledu na wysoki koszt nie znalazlo zastosowania przemyslowego.Wszystkie znane dotychczas urzadzenia do po¬ miaru natezenia pola magnetycznego nie umozli¬ wiaja ze wzgledu na skomplikowana budowe oraz znaczne wymiary, zastosowania ich w warunkach warsztatowych do biezacej kontroli produkcji.Powyzsze wady i niedogodnosci usuwa przyrzad do pomiaru natezenia pola magnetycznego zwla¬ szcza magnetyzmu szczatkowego wedlug wyna¬ lazku, zaopatrzony w sonde magnetyczna wyko¬ rzystujaca znana zasade superpozycji mierzonego pola magnetycznego z pomocniczym, zmiennym polem magnetycznym wytwarzanym wewnatrz son¬ dy. Sklada sie on z zasilacza z ogniwem suchym, z tranzystorowego generatora sinusoidalnego, son¬ dy, wzmacniacza tranzystorowego ukladu detek¬ cyjnego i miernika magneto-elektrycznego,' co w polaczeniu ze znana technika polaczen za pomo¬ ca obwodów drukowanych umozliwia znaczna mi¬ rtowego 1 l Jc«j 4895448954 3 niaturyzacje urzadzenia, a równoczesnie zwieksze¬ nie jego odpornosci na uszkodzenia w warunkach warsztatowych. Dzieki temu urzadzenie wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie do pomiaru magnetyzmu szczatkowego wytwarzanych elemen¬ tów stalowych narzedzi pomiarowych i obrób- czych oraz lozysk tocznych w warunkach warszta¬ towych.Tego rodzaju badania maja szczególnie wazne znaczenie, poniewaz namagnesowane w toku pro¬ dukcji (na przyklad na stolach magnetycznych szli¬ fierki lub w trakcie badan defektoskopowych) ele¬ menty stalowe urzadzen sprzyjaja przyczepnosci opilków stalowych, które powoduja nastepnie przedwczesne zuzycie lozysk albo tez uszkodzenie narzedzi. Natomiast usuniecie tych opilków przy uzyciu stosowanych w przemysle metod mycia i czyszczenia jest bardzo trudne.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia zasade dzia¬ lania sondy transformatorowej o otwartym ob¬ wodzie magnetycznym, fig. 2 — schemat blokowy urzadzenia, fig. 3 — przykladowa konstrukcje sondy, a fig. 4 — przykladowy schemat elektryczny urzadzenia.Zasade dzialania przyrzadu (fig. 1) wyjasniono ponizej. Sonda pomiarowa przyrzadu, stanowiaca transformator o otwartym obwodzie magnetycznym sklada sie z dwóch pretów 1 i 2, zaopatrzonych z jednej strony w dwie polaczone szeregowo cew¬ ki 3 i 4, stanowiace uzwojenie pierwotne transfor¬ matora i wytwarzajace pomocniczy strumien mag¬ netyczny o zgodnym kierunku, a z drugiej strony w dwie polaczone ze soba przeciwsobnie cewki 5 i 6 stanowiace jego uzwojenie wtórne. Wskutek tego sily elektromotoryczne indukowane w obyd¬ wu cewkach maja zwroty przeciwne. Jezeli sonda zostanie umieszczona w badanym polu magnety¬ cznym równolegle do linii sil strumienia $x, to po zasileniu cewki 3 i 4 pradem zmiennym, wy¬ tworzony wewnatrz sondy pomocniczy strumien magnetyczny $p w jednym z pretów 1 utworzy w wyniku superpozycji strumien wypadkowy rów¬ ne sumie obydwu strumieni $x i $p, indukujac w cewce 5 sile elektromotoryczna elt natomiast w drugim z pretów 2 utworzy sie strumien wy¬ padkowy równy róznicy obydwu strumieni $p — $x, indukujac w cewce 6 odpowiednio mniejsza sile elektromotoryczna e2. Róznica es = d — e2 obydwu tych sil elektromotorycznych jest przy tym funkcja wartosci strumienia $x mierzonego pola magnetycznego.Przyrzad wedlug wynalazku, którego schemat blokowy jest przedstawiony na fig. 2 — sklada sie z generatora sinusoidalnego I, sondy II, wzma¬ cniacza m, ukladu detekcyjnego IV, miernika magneto-elektrycznego V i zasilacza VI.Samowzbudny generator sinusoidalny I typu LC jest zbudowany na tranzystorze Tlf przy czym czesc indukcyjna L2 i L2 obwodu drgajacego Li Cj i L2 C2 generatora stanowia uzwojenia pierwotne cewek 3 i 4 sondy II, dzieki czemu uzyskuje sie duza sprawnosc i czulosc sondy. 4 Sonda II przedstawiona oddzielnie na fig. 1 i 3 sklada sie z dwóch pretów 1 i 2 o duzej przeni- kalnosci magnetycznej, wykonanych na przyklad 5 z permaloju i tworzacych lacznie ze szczelinami powietrznymi na koncach pretów — obwód mag¬ netyczny transformatora, z cewek 3 i 4, stano¬ wiacych uzwojenie pierwotne transformatora, a równoczesnie uzwojenia 1^ i L2 ukladu drga¬ lo jacego generatora I, z cewek 5 i 6, stanowiacych uzwojenia wtórne transformatora, oraz z obudowy 7 z materialu niemagnetycznego (na przyklad z tworzywa sztucznego) otaczajacej wlasciwa son¬ de. 15 Cewki 3 i 4 sondy, umieszczone po jednej stro¬ nie pretów 1 i 2 sa polaczone szeregowo w ten sposób, ze wytwarzane przez nie pole magnety¬ czne ma kierunek zgodny (w zamknietym obwo¬ dzie magnetycznym, natomiast umieszczone po dru- 20 Siej stronie pretów w koncówce sondy i polaczone przeciwsobnie — cewki 5 i 6 sa zalaczone na wej¬ scie wzmacniacza III.Przedstawiony przykladowo na fig. 4 wzmac¬ niacz stanowi trójstopniowy wzmacniacz na tran- 25 zystorach T2 i T3 i T4 — jest zaopatrzony w po¬ tencjometr TM do cechowania przyrzadu, a jego wyjscie jest zalaczone na detektor IV zbudowany na diodach germanowych w ukladzie Gratza i po¬ laczony za posrednictwem dwustopniowego prze- 30 lacznika P sprzezonego z wylacznikiem W — z miernikiem magneto-elektrycznym M (V).Zasilacz VI przyrzady sklada sie z ogniwa suche¬ go B, potencjometru Pd sluzacego do kompensacji napiecia baterii B oraz wylacznika W sprzezonego 3g z przelacznikiem P, przy czym sluzy on równocze¬ snie do zasilania generatora I i wzmacniacza III.Dzialanie przyrzadu do pomiaru magnetyzmu szczatkowego wedlug wynalazku opisano ponizej.Przed dokonaniem wlasciwego pomiaru zamyka sie przesuwny przelacznik P w polozenie przedsta¬ wione na fig. 4, w którym nastepuje samoczynne zamkniecie sprzezonego z nim wylacznika W, a miernik magneto-elektryczny M wskazuje na¬ piecie baterii B, którego wartosc powinna odpo¬ wiadac wyznaczonemu na skali przyrzadu prze¬ dzialowi wskazan. W przypadku odchylen spowo¬ dowanych na przyklad zuzyciem baterii B, kom¬ pensuje sie je za pomoca potencjometru Pd. Po dokonanej kompensacji umieszcza sie sonde II przyrzadu w polu magnetycznym o strumieniu $x, wytworzonym przez badany element stalowy. Na¬ stepnie przesuwa sie przelacznik P w polozenie, w którym miernik magneto-elektryczny M pola¬ czony zostaje z wyjsciem detektora IV.Generator I z zasilacza VI wytwarza drgania o czestotliwosci rzedu kilkudziesieciu tysiecy Hert¬ zów, a cewki 3 i 4 jego obwodu drgajacego indu¬ kuja zmienne pole magnetyczne, którego strumien $p zamyka sie w obydwu pretach 1 i 2 sondy II. 60 W przypadku, gdy chwilowy kierunek strumienia $p jest w precie 1 zgodny z kierunkiem strumie¬ nia $x badanego pola, natomiast w precie 2 jest do niego przeciwny (fig. 1) — w cewkach 5 i 6 sa indukowane odpowiednio rózne sily elektromo- 65 toryczne Ci i e2, przy czym ich róznica jest funkcja48954 strumienia $x badanego pola. W drugim pólokresie napiecia zasilajacego cewki 3 i 4 kierunek stru¬ mienia $p zmieni sie na przeciwny, powodujac odpowiedni wzrost strumienia w precie 2 i jego 5 spadek w precie 1, przy czym w cewkach 5 i 6 wystapia sily elektromotoryczne, których róznica ma te sama wartosc bezwzgledna ale znak prze¬ ciwny niz poprzednio. Napiecia indukowane w uz¬ wojeniach cewek 5 i 6 sa podawane na wejscie 10 wzmacniacza III, gdzie zostaja wzmocnione, po czym podlegaja detekcji w detektorze IV i podane na zaciski miernika magneto-elektrycznego M, któ¬ ry jest tak wyskalowany, ze wskazuje bezposrednio wartosc strumienia $x lub natezenia Ax mierzo- i5 nego pola magnetycznego.Przyrzad wedlug wynalazku umozliwia pomiar magnetyzmu szczatkowego przedmiotów o dowol¬ nej konfiguracji w kazdym ich polozeniu a nawet w opakowaniu, przy czym dzieki opisanej kon- 2o strukcji jego wymiary sa bardzo male, a ciezar lacznie z bateria nie przekracza 200 g. Moze on znalezc zastosowanie zwlaszcza do pomiarów mag¬ netyzmu szczatkowego narzedzi pomiarowych, obróbczych i lozysk tocznych. 25 PL