RU2580173C1 - Device for measuring magnetic characteristics of samples from electrotechnical steel plates of arbitrary shape - Google Patents
Device for measuring magnetic characteristics of samples from electrotechnical steel plates of arbitrary shape Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580173C1 RU2580173C1 RU2014148607/28A RU2014148607A RU2580173C1 RU 2580173 C1 RU2580173 C1 RU 2580173C1 RU 2014148607/28 A RU2014148607/28 A RU 2014148607/28A RU 2014148607 A RU2014148607 A RU 2014148607A RU 2580173 C1 RU2580173 C1 RU 2580173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- output
- measuring
- poles
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения петель магнитного гистерезиса и кривой намагничивания образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы на частотах от 1 до 10000 Гц.The invention relates to magnetic measurements and is intended for measuring loops of magnetic hysteresis and a magnetization curve of samples of sheet steel of arbitrary shape at frequencies from 1 to 10,000 Hz.
Известна установка для измерения амплитуд значений магнитной индукции и напряженности магнитного поля электротехнической стали полос [см. кн. Магнитные свойства электротехнической стали / В.В Дружинин. - М.: Энергия, 1974. - С. 207-211], содержащая источник питания, вольтметр среднего значения, частотомер, катушку для измерения магнитных величин, катушку для компенсации магнитного потока вне образца, аппарат для испытания образцов, составленных из полос.A known installation for measuring the amplitudes of the values of magnetic induction and the magnetic field of the electrical steel bands [see Prince Magnetic properties of electrical steel / V.V Druzhinin. - M .: Energia, 1974. - S. 207-211], containing a power source, an average voltmeter, a frequency meter, a coil for measuring magnetic quantities, a coil for compensating magnetic flux outside the sample, an apparatus for testing samples made up of strips.
Недостатком устройства является необходимость проведения подготовительных операций над испытуемым образцом, снижающая скорость проведения измерений, а также невозможность применения на образцах-заготовках для магнитопровода, имеющих сложную форму.The disadvantage of this device is the need for preparatory operations on the test sample, which reduces the speed of measurements, as well as the inability to use on samples-blanks for the magnetic circuit having a complex shape.
Известно устройство для экспресс-испытания изделий из листовой электротехнической стали [Патент RU 2434237, 20.11.2011, МПК G01R 33/00 G01R 33/12]. Устройство для экспресс-испытания изделий из листовой электротехнической стали содержит источник переменного тока, дифференциальный магнитный мост, прикладываемый к испытуемому образцу и представляющий собой сердечник Н-образной формы из пермаллоя, на нейтральное сечение которого нанесена измерительная катушка, а на четыре полюса - одинаковые намагничивающие катушки, соединенные последовательно так, что нижние и верхние катушки соединены между собой согласованно, а пара верхних и пара нижних между собой - встречно, и подключенные к выходу источника переменного тока, состоящего из генератора синусоидального напряжения и усилителя переменного напряжения, первый вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, а второй - к выходу измерительной катушки, последовательно с намагничивающими катушками включен сенсор тока, также устройство содержит запоминающее устройство с задержкой выходного сигнала относительно входного на четверть периода выходного напряжения генератора, первый вход запоминающего устройства подключен к выходу измерительной катушки, а второй - ко второму выходу генератора синусоидального напряжения, регистрирующий блок, имеющий два входа, первый подключен к выходу запоминающего устройства, а второй - к выходу сенсора тока.A device for the rapid testing of products from sheet electrical steel [Patent RU 2434237, 11/20/2011, IPC G01R 33/00 G01R 33/12]. The device for rapid testing of products from sheet electrical steel contains an alternating current source, a differential magnetic bridge, applied to the test sample and representing an H-shaped core made of permalloy, on the neutral cross section of which a measuring coil is applied, and the same magnetizing coils on four poles connected in series so that the lower and upper coils are interconnected in concert, and the pair of upper and lower pairs are interconnected, and connected to an alternating current source consisting of a sinusoidal voltage generator and an alternating voltage amplifier, the first input of which is connected to the output of the sinusoidal voltage generator, and the second to the output of the measuring coil, a current sensor is connected in series with magnetizing coils, the device also contains a memory device with an output signal delay relative to the input for a quarter period of the output voltage of the generator, the first input of the storage device is connected to the output of the measuring coil, and the second to the second output of the sinusoidal voltage generator, the recording unit having two inputs, the first is connected to the output of the storage device, and the second to the output of the current sensor.
Недостатком устройства для экспресс-испытания изделий из листовой электротехнической стали является то, что оно позволяет измерять магнитные характеристики с высокой точностью только на образцах, совпадающих по размеру с размерами межполюсного пространства сердечника Н-образной формы. Для остальных типоразмеров изделий обеспечивается достаточная точность лишь в области контроля магнитных характеристик в симметричных точках, одинаковых по размерам и форме образцов.The disadvantage of the device for rapid testing of products from sheet electrical steel is that it allows you to measure magnetic characteristics with high accuracy only on samples that match the size of the dimensions of the interpolar space of the core of an H-shaped. For the remaining product sizes, sufficient accuracy is ensured only in the field of monitoring magnetic characteristics at symmetrical points of the same size and shape of the samples.
Наиболее близким по совокупности признаков и принципу действия к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения магнитных характеристик полос из листовой стали [Патент RU 100833, 27.12.2012, МПК G01R 33/00]. Устройство для измерения магнитных характеристик полос из листовой стали содержит источник переменного тока, состоящий из генератора синусоидального напряжения и усилителя переменного напряжения, первый вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, а второй - к выходу измерительной катушки, регистрирующий блок, дифференциальный преобразователь магнитной индукции, прикладываемый к испытуемому изделию и представляющий собой сердечник Н-образной формы, на четыре полюса которого нанесены четыре одинаковые намагничивающие катушки, соединенные последовательно так, что нижние и верхние катушки соединены между собой согласованно, а пара верхних и пара нижних между собой - встречно, и подключенные к выходу источника переменного тока, сенсор тока, включенный последовательно с намагничивающими катушками, запоминающее устройство, первый вход которого подключен к выходу измерительной катушки, а второй - ко второму выходу генератора синусоидального напряжения, причем регистрирующий блок имеет два входа, первый подключен к выходу запоминающего устройства, а второй - к выходу сенсора тока. В каждом из четырех полюсов сердечника Н-образной формы выполнены пропилы на всю толщину сердечника, разделяющие полюс на две половины, измерительная катушка является составной и представляет собой две катушки, нанесенные на внутренние половины двух противоположных полюсов, получившиеся после пропилов, соединенные последовательно.The closest in combination of features and the principle of operation to the claimed device is a device selected for prototype measurement of the magnetic characteristics of strips of sheet steel [
Недостатком устройства для измерения магнитных характеристик полос из листовой стали является то, что оно позволяет измерять магнитные характеристики с высокой точностью только на образцах, совпадающих по ширине с шириной сердечника Н-образной формы. Для изделий произвольной формы обеспечивается достаточная точность лишь в области контроля магнитных характеристик в симметричных точках одинаковых по размерам и форме образцов.The disadvantage of the device for measuring the magnetic characteristics of strips of sheet steel is that it allows you to measure magnetic characteristics with high accuracy only on samples that match the width of the width of the core of the H-shaped. For products of arbitrary shape, sufficient accuracy is ensured only in the field of control of magnetic characteristics at symmetrical points of the same size and shape of the samples.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для измерения магнитных характеристик полос из листовой стали.The objective of the invention is to expand the functionality of the device for measuring the magnetic characteristics of strips of sheet steel.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности измерения петли гистерезиса и основной кривой намагничивания образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы.The technical result of the invention is the ability to measure the hysteresis loop and the main magnetization curve of samples of sheet steel of arbitrary shape.
Технический результат достигается с помощью устройства для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы, содержащего блок микроконтроллера, первый выход которого соединяется с компьютером передачи данных о результатах измерений, второй выход блока микроконтроллера подключен к входу усилителя переменного напряжения, дифференциальный преобразователь магнитной индукции, прикладываемый к испытуемому образцу и представляющий собой сердечник Ж-образной формы из шихтованной электротехнической стали, на центральные полюса, верхний и нижний, которого нанесены две намагничивающие катушки, имеющие одинаковое число витков и соединенные между собой последовательно и встречно и подключенные к выходу усилителя переменного напряжения, два сенсора напряженности магнитного поля, размещенные на одной оси, совпадающей с центром по толщине сердечника Ж-образной формы, причем первый сенсор напряженности магнитного поля размещен в левом, ближайшем к испытуемому образцу, межполюсном пространстве сердечника Ж-образной формы, а второй сенсор напряженности магнитного поля в правом, ближайшем к испытуемому образцу, межполюсном пространстве сердечника Ж-образной формы на одинаковом с первым сенсором напряженности магнитного поля расстоянии до ближайшего к испытуемому образцу края сердечника Ж-образной формы, при этом выходы двух сенсоров напряженности магнитного поля подключены к первому и второму входам блока микроконтроллера, а их питание осуществляется с помощью блока питания, кроме того, в каждом из центральных полюсов, верхнем и нижнем, сердечника Ж-образной формы выполнены по два пропила на всю толщину каждого из этих полюсов, разделяющие каждый центральный полюс на три равные части, ширина которых совпадает с расстоянием от внутреннего края каждого из крайних полюсов сердечника Ж-образной формы до ближайшего края каждого соответствующего центрального полюса, на центральные полюса, верхний и нижний, сердечника Ж-образной формы нанесены первая и вторая измерительные катушки, имеющие одинаковое число витков, таким образом, что каждая из измерительных катушек охватывает среднюю часть соответствующего центрального полюса сердечника Ж-образной формы, получившуюся после выполнения в нем пропилов, причем выход первой измерительной катушки соединен с третьим входом блока микроконтроллера, а выход второй измерительной катушки соединен с четвертым входом блока микроконтроллера.The technical result is achieved using a device for measuring the magnetic characteristics of samples of sheet steel of arbitrary shape, containing a microcontroller unit, the first output of which is connected to a computer for transmitting measurement data, the second output of the microcontroller unit is connected to the input of an alternating voltage amplifier, a differential magnetic induction converter, applied to the test sample and representing the core of the L-shaped form of lined electronic of technical steel, on the central poles, the upper and lower, which are marked with two magnetizing coils having the same number of turns and connected to each other in series and in the opposite direction and connected to the output of an alternating voltage amplifier, two sensors of magnetic field strength, located on one axis coinciding with the center along the thickness of the core of the L-shaped form, and the first sensor of the magnetic field is placed in the left, closest to the test sample, interpolar space of the core of the L-shaped, and the second sensor of the magnetic field strength in the right, closest to the test sample, interpolar space of the L-shaped core at the same distance from the edge of the core of the L-shaped core closest to the test sample of the magnetic field, the outputs of two sensors of the magnetic field are connected to the first and second inputs of the microcontroller unit, and they are powered by the power supply, in addition, in each of the central poles, upper and lower, of the core of the L-image two cuts were made on the entire thickness of each of these poles, dividing each central pole into three equal parts, the width of which coincides with the distance from the inner edge of each of the extreme poles of the L-shaped core to the nearest edge of each corresponding central pole the first and second measuring coils having the same number of turns are applied to the poles, upper and lower, of the L-shaped core, so that each of the measuring coils covers the middle part of sponds central pole core F-shaped, resulting after performing the cuts therein, the output of the first measuring coil is connected to the third input of the microcontroller unit, and the output of the second measuring coil is connected to a fourth input of the microcontroller unit.
Проведенный поиск среди средств того же назначения, что и заявляемое, не выявил тождественных технических решений в отношении всей совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения. Это позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «новизна».The search among the means of the same purpose as the claimed did not reveal identical technical solutions in relation to the totality of the essential features of the invention. This allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."
Анализ уровня техники позволил установить, что присущие предлагаемому изобретению отличительные признаки, такие как применение сердечника Ж-образной формы с двумя пропилами в центральном полюсе, разделяющими центральный полюс на три части, новая конструкция и размещение измерительных катушек и два сенсора напряженности магнитного поля, размещенные вблизи поверхности испытуемого образца на одной оси с центром полюса, блока микроконтроллера, аналого-цифрового преобразователя, при их введении в указанной выше связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство для измерения магнитных характеристик образцов из листовой стали произвольной формы указанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к расширению функциональных возможностей устройства-прототипа, то есть обеспечивает измерение петли гистерезиса и основной кривой намагничивания образцов из листовой стали произвольной формы. Это позволяет сделать положительный вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».The analysis of the prior art allowed us to establish that the distinguishing features inherent in the present invention, such as the use of a L-shaped core with two cuts in the central pole, dividing the central pole into three parts, a new design and placement of measuring coils and two magnetic field sensors located near the surface of the test sample on the same axis with the center of the pole, microcontroller unit, analog-to-digital converter, when they are introduced in the above connection with other elements s circuits in the claimed device for measuring the magnetic characteristics of the steel sheet samples freeform said blocks exhibit new properties, which results in expansion of functional possibilities of the prototype device, i.e. provides a measurement of the hysteresis loop of the magnetization curve, and the main samples of the steel sheet of arbitrary shape. This allows you to make a positive conclusion about the conformity of the technical solution to the criterion of "inventive step".
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы. На фиг. 2 представлена блок-схема блока микроконтроллера устройства для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы.In FIG. 1 shows a block diagram of a device for measuring the magnetic characteristics of samples of sheet steel of arbitrary shape. In FIG. 2 is a block diagram of a microcontroller block of a device for measuring the magnetic characteristics of samples of arbitrary shape electrical steel sheet.
Устройство для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы содержит блок микроконтроллера 1, первый выход которого соединяется с компьютером передачи данных о результатах измерений (на фиг. 1 не представлен), второй выход блока микроконтроллера 1 подключен к входу усилителя переменного напряжения 2, дифференциальный преобразователь магнитной индукции (на фиг. 1 не обозначен), прикладываемый к испытуемому образцу 3 и представляющий собой сердечник Ж-образной формы 4 (например, из шихтованной электротехнической стали), на центральные полюса, верхний и нижний, которого нанесены две намагничивающие катушки 5 и 6 соответственно, имеющие одинаковое число витков и соединенные между собой последовательно и встречно, и подключенные к выходу усилителя переменного напряжения 2 два сенсора напряженности магнитного поля 7 и 8, размещенные на одной оси, совпадающей с центром по толщине сердечника Ж-образной формы 4, причем первый сенсор напряженности магнитного поля 7 размещен в левом, ближайшем к испытуемому образцу 3, межполюсном пространстве сердечника Ж-образной формы 4, а второй сенсор напряженности магнитного поля 8 в правом, ближайшем к испытуемому образцу 3, межполюсном пространстве сердечника Ж-образной формы 4 на одинаковом с первым сенсором напряженности магнитного поля 7 расстоянии до ближайшего к испытуемому образцу 3 края сердечника Ж-образной формы 4, при этом выходы двух сенсоров напряженности магнитного поля 7, 8 подключены к первому и второму входам блока микроконтроллера 1, а их питание осуществляется с помощью блока питания 9, кроме того, в каждом из центральных полюсов, верхнем и нижнем, сердечника Ж-образной формы 4 выполнены по два пропила на всю толщину каждого из этих полюсов, разделяющие каждый центральный полюс на три равные части, ширина которых совпадает с расстоянием от внутреннего края каждого из крайних полюсов сердечника Ж-образной формы 4 до ближайшего края каждого соответствующего центрального полюса, на центральные полюса, верхний и нижний, сердечника Ж-образной формы 4 нанесены первая 10 и вторая 11 измерительные катушки, имеющие одинаковое число витков, таким образом, что каждая из измерительных катушек 10, 11 охватывает среднюю часть соответствующего центрального полюса сердечника Ж-образной формы 4, получившуюся после выполнения в нем пропилов, причем выход первой измерительной катушки 10 соединен с третьим входом блока микроконтроллера 1, а выход второй - измерительной катушки 11 соединен с четвертым входом блока микроконтроллера 1.A device for measuring the magnetic characteristics of samples of sheet steel of arbitrary shape contains a microcontroller unit 1, the first output of which is connected to a computer for transmitting data on the measurement results (not shown in Fig. 1), the second output of the microcontroller unit 1 is connected to the input of an alternating voltage amplifier 2, a differential magnetic induction transducer (not indicated in Fig. 1) applied to the test sample 3 and representing the core of the L-shaped form 4 (for example, from charges bath of electrical steel), on the central poles, the upper and lower, which are applied two magnetizing coils 5 and 6, respectively, having the same number of turns and connected to each other in series and counterclockwise, and connected to the output of the AC voltage amplifier 2, two sensors of magnetic field strength 7 and 8, placed on one axis coinciding with the center of the thickness of the core of the L-shaped form 4, the first sensor of the magnetic field strength 7 being placed in the left-hand pole closest to the test sample 3, the core region of the L-shape 4, and the second sensor of the magnetic field strength 8 in the right, nearest to the test sample 3, interpolar core space of the L-shape 4 at the same distance from the edge of the core closest to the test sample 3 as the first sensor of the magnetic field 7 F-shaped 4, while the outputs of the two sensors of the magnetic field strength 7, 8 are connected to the first and second inputs of the microcontroller 1, and they are powered by the power supply 9, in addition, in each of the prices the trailing poles, the upper and lower, the core of the L-shaped form 4 are made two cuts on the entire thickness of each of these poles, dividing each central pole into three equal parts, the width of which coincides with the distance from the inner edge of each of the extreme poles of the core of the L-shaped 4 to the nearest edge of each corresponding central pole, the first 10 and second 11 measuring coils having the same number of turns are applied to the central poles, upper and lower, of the core of the L-shaped form 4, so that Each of the measuring coils 10, 11 covers the middle part of the corresponding central pole of the core of the L-shape 4, obtained after cutting it, and the output of the first measuring coil 10 is connected to the third input of the microcontroller 1, and the output of the second measuring coil 11 is connected to the fourth input of the microcontroller unit 1.
Схема блока микроконтроллера 1 показана на фиг. 2 и содержит микропроцессор 12, первый выход которого соответствует первому выходу блока микроконтроллера 1, подключенному к компьютеру, второй выход которого подключен к входу оперативного запоминающего устройства 13, выход которого подключен к первому входу микропроцессора 12, третий выход микропроцессора 12 подключен к входу блока цифроаналогового преобразователя 14, выход которого соответствует второму выходу блока микроконтроллера 1 и подключен к входу усилителя переменного напряжения 2, второй вход микропроцессора 12 подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя 15, вход которого подключен к выходу четырехканального коммутатора 16, первый вход которого соответствует первому входу блока микроконтроллера 1 и подключен к выходу первого сенсора напряженности магнитного поля 7, второй вход четырехканального коммутатора 16 соответствует второму входу блока микроконтроллера 1 и подключен к выходу второго сенсора напряженности магнитного поля 8, третий вход четырехканального коммутатора 16 соответствует третьему входу блока микроконтроллера 1 и подключен к выходу первой измерительной катушки 10, четвертый вход четырехканального коммутатора 16 соответствует четвертому входу блока микроконтроллера 1 и подключен к выходу второй измерительной катушки 11, четвертый выход микропроцессора 12 подключен к пятому, управляющему, входу четырехканального коммутатора 16.A block diagram of the microcontroller 1 is shown in FIG. 2 and contains a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Включается блок питания 9. К трем концам (верхним или нижним) трех полюсов сердечника Ж-образной формы 4 дифференциального преобразователя магнитной индукции прижимается испытуемый образец 3. Начинается цикл измерения значений напряженности магнитного поля и магнитной индукции в испытуемом образце 3. Каждый шаг цикла работы соответствует измерению одной частной петли магнитного гистерезиса испытуемого образца 3. На первом шаге цикла работы микропроцессор 12 блока микроконтроллера 1 формирует на втором выходе кодовую последовательность, соответствующую первому, минимальному, уровню амплитуды и равную по продолжительности трем периодам перемагничивания. Данная кодовая последовательность с помощью цифроаналогового преобразователя 14 блока микроконтроллера 1 преобразуется в сигнал напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 14 блока микроконтроллера 1, соответствующего второму выходу блока микроконтроллера 1. Сигнал напряжения с второго выхода блока микроконтроллера 1 подается на вход усилителя переменного напряжения 2. Сигнал напряжения с выхода усилителя переменного напряжения 2 подается на вход намагничивающих катушек 5 и 6. В намагничивающих катушках 5 и 6 формируется ток, возбуждающий магнитное поле в сердечнике Ж-образной формы 4 дифференциального преобразователя магнитной индукции и в испытуемом образце 3.The power supply 9 is turned on. A test sample 3 is pressed against the three ends (upper or lower) of the three poles of the core of the L-shaped 4 of the differential magnetic induction transducer 3. The measurement cycle of the magnetic field and magnetic induction in the test sample 3 begins. Each step of the operation cycle corresponds to measuring one private loop of the magnetic hysteresis of the test sample 3. At the first step of the operation cycle, the
Использование сердечника Ж-образной формы 4 в совокупности с размещением первой 10 и второй 11 измерительной катушки в двух пропилах каждого из центральных полюсов, верхнем и нижнем, сердечника Ж-образной формы 4, выполненных на всю толщину каждого из этих полюсов, разделяющих каждый центральный полюс на три равные части, ширина которых совпадает с расстоянием от внутреннего края каждого из крайних полюсов сердечника Ж-образной формы 4 до ближайшего края каждого соответствующего центрального полюса, а также использованием первого 7 и второго 8 сенсоров напряженности магнитного поля позволяет создать и выделить для измерений область равномерного намагничивания в образцах произвольной формы, что расширяет функциональные возможности устройства для измерения магнитных характеристик полос из листовой стали - позволяет обеспечивать возможность измерения петли гистерезиса и основной кривой намагничивания образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы.The use of the core of the L-shaped form 4 in conjunction with the placement of the first 10 and second 11 measuring coils in two cuts of each of the central poles, the upper and lower, of the core of the L-shaped form 4, made on the entire thickness of each of these poles dividing each central pole into three equal parts, the width of which coincides with the distance from the inner edge of each of the extreme poles of the core of the L-shape 4 to the nearest edge of each corresponding central pole, as well as using the first 7 and second With 8 sensors of magnetic field strength, it is possible to create and select for measurements a region of uniform magnetization in samples of arbitrary shape, which extends the functionality of the device for measuring the magnetic characteristics of strips of sheet steel - allows you to measure the hysteresis loop and the main magnetization curve of samples of sheet electrical steel of arbitrary forms.
Сигнал с первого 7 и второго 8 сенсоров напряженности магнитного поля поступает на соответственно первый и второй входы блока микроконтроллера 1. На третий вход блока микроконтроллера 1 поступает сигнал с выхода измерительной катушки 10. На четвертый вход блока микроконтроллера 1 поступает сигнал с выхода измерительной катушки 11. Данные значения поступают на соответственно первый, второй, третий и четвертый входы четырехканального коммутатора 16 блока микроконтроллера 1 и последовательно подаются на вход блока аналого-цифрового преобразователя 15 блока микроконтроллера 1. С помощью блока аналого-цифрового преобразователя 15 блока микроконтроллера 1 сигналы с первого 7 и второго 8 сенсоров напряженности магнитного поля и с выходов измерительной катушки 10 и измерительной катушки 11 преобразуются в кодовые последовательности, затем последовательно подаются на третий вход микропроцессора 12 блока микроконтроллера 1 и записываются в оперативное запоминающее устройство 13 блока микроконтроллера 1. После записи в запоминающее устройство 13 блока микроконтроллера 1 кодовых значений, соответствующих всем значениям трех периодов синусоидального напряжения, поступившим со второго выхода блока микроконтроллера 1 на усилитель переменного напряжения 2, первый шаг цикла измерения заканчивается. На втором шаге цикла измерений происходит повышение амплитуды синусоидального напряжения, после чего первый шаг цикла измерения и записи значений повторяется. Повторение данного цикла осуществляется до достижения максимальной амплитуды синусоидального напряжения. После этого микропроцессор 12 блока микроконтроллера 1 считывает поочередно для каждого шага цикла измерений значения кодов из оперативного запоминающего устройства 13 блока микроконтроллера 1, соответствующие значениям показаний сенсоров напряженности магнитного поля 7 и 8, и рассчитывает значение напряженности магнитного поля в испытуемой области испытуемого образца 3 по формуле:The signal from the first 7 and second 8 sensors of the magnetic field is fed to the first and second inputs of the microcontroller 1 block, respectively. The signal from the output of the measuring coil 10 is received at the third input of the microcontroller 1 block. The signal from the measuring coil 11 is output to the fourth input of the microcontroller 1 block. These values are supplied to the first, second, third and fourth inputs of the four-
Н=(Н1+Н2)/2, где H1 - напряженность магнитного поля, определенная с помощью первого сенсора напряженности магнитного поля 7, Н2 - напряженность магнитного поля, определенная с помощью второго сенсора напряженности магнитного поля 8; и записывает полученные значения Н, соответствующие значениям напряженности на одном частном цикле перемагничивания, в соответствующий блок памяти оперативного запоминающего устройства 13 блока микроконтроллера 1.H = (H1 + H2) / 2, where H1 is the magnetic field strength determined using the first sensor of the magnetic field strength 7, H2 is the magnetic field strength determined using the second sensor of the magnetic field strength 8; and writes the obtained values of H corresponding to the values of the intensity on one particular magnetization reversal cycle to the corresponding memory block of the
На следующем этапе микропроцессор 12 блока микроконтроллера 1 считывает поочередно все значения кодов из оперативного запоминающего устройства 13 блока микроконтроллера 1, соответствующих значениям напряжений с выходов измерительных катушек 10 и 11, и рассчитывает значение магнитной индукции в испытуемой области испытуемого образца 3 по формуле:At the next stage, the
B=(∫U1dt-∫U2dt)/(w*S), где ∫U1dt - интеграл напряжения на выходе первой измерительной катушки 10 по времени, ∫U2dt - интеграл напряжения на выходе второй измерительной катушки 11 по времени, w - число витков каждой измерительной катушки (10 и 11), S - площадь поперечного сечения испытуемой области испытуемого образца 3, и записывает полученные значения В, соответствующие значениям индукции магнитного поля на одном частном цикле перемагничивания в соответствующий блок памяти оперативного запоминающего устройства 13 блока микроконтроллера 1.B = (∫U1dt-∫U2dt) / (w * S), where ∫U1dt is the voltage integral at the output of the first measuring coil 10 over time, ∫U2dt is the voltage integral at the output of the second measuring coil 11 over time, w is the number of turns of each measuring coil (10 and 11), S is the cross-sectional area of the test region of the test sample 3, and writes the obtained values corresponding to the values of the magnetic field induction on one partial magnetization reversal in the corresponding memory block of
После расчетов всех значений напряженности магнитного поля и магнитной индукции для каждого частного цикла перемагничивания образца эти значения поблочно передаются в компьютер по первому выходу блока микроконтроллера 1.After calculating all the values of the magnetic field and magnetic induction for each private magnetization reversal cycle of the sample, these values are block-by-block transferred to the computer at the first output of the microcontroller 1 block.
Работа устройства закончена.The device is finished.
Блоки, входящие в состав устройства для измерения магнитных характеристик полос из листовой стали, могут быть выполнены, например:The blocks that make up the device for measuring the magnetic characteristics of strips of sheet steel can be made, for example:
- блок микроконтроллера - микроконтроллер K1986BE92QI;- microcontroller unit - microcontroller K1986BE92QI;
- усилитель переменного напряжения 2 - любой дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления не менее 20;- AC voltage amplifier 2 - any differential amplifier with a gain of at least 20;
- сердечник Ж-образной формы 4 дифференциального преобразователя магнитной индукции - шихтованный сердечник, составленный из двух Ш-образных сердечников из электротехнической стали, пропилы в полюсах выполняются глубиной не более 4 мм и шириной не более 2.5% от ширины полюса;- L-shaped core 4 of a differential induction magnetic induction transducer — a lined core composed of two W-shaped cores made of electrical steel, cuts in the poles are made with a depth of not more than 4 mm and a width of not more than 2.5% of the width of the pole;
- намагничивающие катушки 6-9 наносятся медным проводом диаметром 0,8-1,5 мм, число витков от 150 до 200;- magnetizing coils 6-9 are applied with a copper wire with a diameter of 0.8-1.5 mm, the number of turns from 150 to 200;
- сенсоры напряженности магнитного поля 7, 8 - датчики Холла;- sensors of magnetic field strength 7, 8 - Hall sensors;
- блок питания 9 - стабилизированный источник питания постоянного тока 3 мА;- power supply 9 - stabilized DC power supply 3 mA;
- измерительные катушки 10, 11 наносятся медным проводом диаметром не более 0,1 мм, числом витков от 20 до 30.- measuring coils 10, 11 are applied with a copper wire with a diameter of not more than 0.1 mm, the number of turns from 20 to 30.
Экспериментальные исследования макета заявляемого устройства для измерения магнитных характеристик полос из листовой стали на образцах с известными магнитными характеристиками показали, что заявляемое устройство обеспечивает погрешность измерения не более 4%.Experimental studies of the layout of the inventive device for measuring the magnetic characteristics of strips of sheet steel on samples with known magnetic characteristics showed that the inventive device provides a measurement error of not more than 4%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148607/28A RU2580173C1 (en) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Device for measuring magnetic characteristics of samples from electrotechnical steel plates of arbitrary shape |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148607/28A RU2580173C1 (en) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Device for measuring magnetic characteristics of samples from electrotechnical steel plates of arbitrary shape |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2580173C1 true RU2580173C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014148607/28A RU2580173C1 (en) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Device for measuring magnetic characteristics of samples from electrotechnical steel plates of arbitrary shape |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580173C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186170U1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | MEASURING CAMERA FOR RESEARCH OF MAGNETIC PROPERTIES AND DETERMINATION OF ENERGY LOSS |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU100833U1 (en) * | 2010-09-24 | 2010-12-27 | Данил Вадимович Шайхутдинов | DEVICE FOR MEASURING MAGNETIC CHARACTERISTICS OF SHEETS OF STEEL STEEL |
| RU2434237C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Short-time test device for items from electrotechnical steel plates |
-
2014
- 2014-12-02 RU RU2014148607/28A patent/RU2580173C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2434237C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Short-time test device for items from electrotechnical steel plates |
| RU100833U1 (en) * | 2010-09-24 | 2010-12-27 | Данил Вадимович Шайхутдинов | DEVICE FOR MEASURING MAGNETIC CHARACTERISTICS OF SHEETS OF STEEL STEEL |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Дружинин В. В. Магнитные свойства электротехнической стали. Изд. 2-е, перераб. - М.: Энергия, 1974. - 240 с., ил. - С. 207-211. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186170U1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | MEASURING CAMERA FOR RESEARCH OF MAGNETIC PROPERTIES AND DETERMINATION OF ENERGY LOSS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2009113018A (en) | SENSOR, METHOD AND SYSTEM OF CURRENT CONTROL OF ELECTRIC TRANSMISSION LINES | |
| CN102608552A (en) | Acquiring method of DC (direct-current) bias magnet ratio total losses curve of transformer core material | |
| JP2016070811A (en) | Magnetic characteristics measuring apparatus, magnetic characteristics measuring method, and program | |
| Yarymbash et al. | Electromagnetic properties determination of electrical steels | |
| RU2580173C1 (en) | Device for measuring magnetic characteristics of samples from electrotechnical steel plates of arbitrary shape | |
| RU2434237C1 (en) | Short-time test device for items from electrotechnical steel plates | |
| Soong | Bh curve and iron loss measurements for magnetic materials | |
| PL226194B1 (en) | System for measuring the properties of soft magnetic materials, preferably sheet metal and strips | |
| RU2636796C1 (en) | Method for determining instant values of currents in three-core cable without metal cover | |
| Sato et al. | Study on an accurate iron loss calculation method considering the non-uniformity of the magnetic flux density | |
| JP6182695B2 (en) | Complex permeability measuring device and its measuring method and application. | |
| RU2420751C1 (en) | Calibration device for measuring devices of quality parametres of electric energy at distorted signals | |
| RU2292601C1 (en) | Installation for studying an electromagnetic field | |
| RU100833U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING MAGNETIC CHARACTERISTICS OF SHEETS OF STEEL STEEL | |
| RU143663U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC CONDUCTIVITY OF A LIQUID | |
| RU122777U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC CONDUCTIVITY OF A LIQUID | |
| RU2582496C1 (en) | Device for measuring conductive liquids | |
| RU2572791C2 (en) | Method to assess quality of soldered joint in windings of electric machines | |
| CN112540330B (en) | Magnetic material B-H curve measuring method based on magnetic induction principle | |
| RU2421748C2 (en) | Test method of products from magnetically soft materials | |
| RU181523U1 (en) | INSTALLATION FOR RESEARCH OF ELECTROMAGNETIC FIELD INSIDE THE TUBULAR CONDUCTOR | |
| RU2381516C1 (en) | Hysteresis loop recorder | |
| RU2012009C1 (en) | Method of measuring parameters of continuous cylindrical electroconducting objects | |
| Bottauscio et al. | From the ideal to the real induction machine: Modelling approach and experimental validation | |
| Rajotte | Eddy‐current method for measuring the electrical conductivity of metals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191203 |