SU1007053A1 - Способ определени коэффициента магнитомеханической св зи - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ, основанный на измерении характерйстических частот преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона определ емых значений коэффициента маг-нитомеханической св зи к повышени  точности измерений, отрицательно расстраивают электрический контур относительно магнитострикционного резонанса и определ ют значени  трех характеристических частот, при которых сопротивление преобразовател  действительно, затем лолржительно расстраивают электрический ;. контур и аналогично определ ют значени  еще трех характеристических частот, по значению измеренных характеристических частот вычисл ют искомую величину. сд 00 Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к области определени  динамических параметров магнитострикционных материалов и может быть использовано дл  измерени  характеристик магнитострикционннх резонаторов и преобразователей, а также дл  технологического контрол  качества магнитных материалов.

Известен способ, основанный на численном решении уравнени  дл  коэфициента магнитомеханической св зи, полученного из эквивалентной электрмеханической схемы преобразовател .

В данном способе экспериментсшьно измер ют значени  минимума и максимума модул  электрического импеданса и соответствующие им характеристические частоты (f и f2) модуль электрического импеданса преобразовател , соответствующий частоте 0-, 9 f2/ а также собственную добротность обмотки индукционного возбуждени  и съема (S). По экспериментальным данным рассчитываютс  вспомогательные параметры, по которым с помЬщью номограмм (расчитанных числовымиметодами) наход т значение коэффициента магнитомеханической св ди Г .

Недостатком этого способа  вл етс  больша  погрешность определени  Коэффициента магнитомеханической св зи, вызванна  пренебрежением емкостью обмотки преобразовател , а также необходимостью использовани  номограмм.

Известен амплитудно-частотный способ измерени  коэффициента магнитомеханической св зи магнитострикционного преобразовател , основанный на настройке электрического контура , образованного обмоткой индукционного возбуждени  преобразовател  и шунтирующего конденсатора таким образом, чтобы между характеристическими частотами соответствующих максимумам амплитудно-частотной характеристики преобразовател  f, fa) и частотой соответствующей минимуму амплитудно-частотной характеристики (f)выполн лось соотношение . По этим частотам рассчитываетс  коэффициент магнитомеханической св зи 2 .

Недостатком известного способа  вл етс  наличие методической погрешности . Это вызвано тем, что при выводе расчетной формулы дл  известного способа не учтены механические и магнитные потери в преобразователе

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона определ емых значений коэффициента магнитомеханичес кой св зи и повышение точности измел рений.

Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу определени 

коэффициента магнитомеханической св зи, основанному на иэмерении характеристических частот преобразовател , отрицательно расстраивают электрический контур относительно 5 магнитострикционного резонанса и определ ют значение трех характеристических частот, при которых сопротивление преобразовател  действительно , затем положительно расстраивают электрический контур и аналогично определ ют значени  еще трех характеристических частот, по значению измеренных характеристических частот вычисл ют искомую величину.

На фиг. 1 схематично показано расположение характеристических частот дл  положительной и отрицательной расстройки электрического

Q контура, образованного индуктивноеобмотки возбуждени  преобразовател  и емкостью шунтьрующего конденсатора относительно магнитострикционного резонанса fi3

5 фиг. 2 -.схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство (фиг. 2) состоит из перестраиваемого генератора °1 эле)ронно-счетного частотомера 2, уси- , лител  3 с вольтметроМуфазочувстви тельного индикатора 4, и магнито-стрикционного преобразовател ,, сое то щего из индуктивности 5, собственной емкости 6, активного сопротивлени  7, динамической индуктивности 8, емкости 9 и активного сопротивлени  10.

Способ позвол ет получить расчет; тую формулу в аналитическом виде Д);. . полной электромеханической схемы эг.

мещеии  преобразовател  по которой определ етс  искома  величина.

Исход  из схемы за дещени  преобразовател  приведенное сопротивленк.магнитострикционного преобразовател 

5 представим в следующем виде

2:/co.L q4jGJ/w -l( ( + , (Я ,

где L / г - добротность электри ческого контураj

(-(cj/сОэ) расстройка злектр;.-. ческого контура

-1/2

СОэ(ЬС)

резонансна  частота

е -Э

электрического контура j

, Re/h СО -- динамическа  добротность преобразовател co , 2ftf(L«cg) частота параллельноро резонансаj 0 а «а„Г,Ь 2да)/к;о„;

ла) СО-со„, kp {це/L,)- коэффициент -магнитомеханической св зи ( при условии Х ,

L. - индуктивность 5; 5 С - емкость 6 г - сопротивление 7J Lg - индуктивность 8у Cs - емкость 9; Rrt - сопротивление 10. Условие активности приведенного сопротивлени  ./co,L b4q:-Q H-q)(:-2H) 4Wn/w)(-)HtaQ- f 0 hpH Q Qh дл  частот вблизи магнитострикционного резонанса. Принима  дл  (фиг. , в окончательном виде выражение дл  магнитомеханического коэффициента св зи , i-za-i i-ia , (;:5,.(T:)j гдеч, 1 - ()M2 1 -(f;/f2B). ,В большинстве случаев « Q и вьзражение (2) упрощаетс  -2(1 4-4H-i / )(-Tf-) Из выражений (2) и (3) следует, что предлагаемый способ имеет меньшие ограничени  по диапазону определ ем го коэффициента магнитомеханической св зи (к; 10/Oh) и быть использован дл  широкого -ласса маг нитострикционных материалов. Учет собственной емкости обмотки индукци онного возбуждени  преобразовател  в выражени х (1) - 13)снимает ограничени  на частотный диапазон использовани  способа, характерный дл рассмотренных аналогов. Дл  осуществлени  предлагаемого способа определени  коэффициента магнитомеханической св зи емкостью б отрицательно расстраивают электри ческий контур (LC) относительно ма нитострикционного резонанса. ПQCлe этого измен   частоту генератора 1 фазочувствительным индикатором 4 и частотомером 2, определ ют значени трек частот, при которых сопротивл ие резонатора действительно. Затем оложительно расстраивают электрич-зсий контур и аналогично определйют начени  еще трех характеристических астот. По измеренным характеристиеским частотам вычисл ют значение оэффициента магнитомеханической св зи с помощью выражени  (З). Дл  повышени  точности измерений характеристических частот f - f| расстройки электрического контура VLC) устанавливаютс  емкостью б так, чтобы выполн лись услови  в первом случае q О, а во втором случае (фиг. 1). При этом частоты f. и fg соотйетствуют также минимальному показанию вольтметра 3 (фиг. 2). Кроме того, емкость б следует выбирать так, чтобы частоты и f располагались на крутых ; участках амплитудно-частотной характеристики преобразовател  (фиг. У Таким образом, предлагаемый способ расшир ет диапазон и одновременно повышает точность определени  коэффициента магнитомеханической св зи по сравнению с известными способами, что обеспечивает следующие преимущества: позвол ет определ ть коэффициент магнитомеханической св зи дл  магнитострикционных материалов с широким диапазоно.. значений динамических параметров ; „ дает возможность улучшить технологический контроль качества магнитострикционных патериалов и резонаторов с любым К что повышает точность задани  полосы пропускани  электромеханических фильтров) позвол ет проводить измерени  малых значений коэффициента магиитомеханической св зи при физических исследовани х ;- ,. делает возможным вы вить тенденцию в изменении коэффициента магнитомеханической св зи ПРИ воздействии разных технологических факторов, что приведет к усовершенствованию технологии и повьшению качества изделий .

Claims (1)

1. • СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ, основанный на измерении характеристических частот преобразователя, ’’ отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона определяемых значений коэффициента магнитомеханической связи и повышения точности измерений, отрицательно расстраивают электрический контур относительно магнитострикционного резонанса и определяют значения трех характеристических частот, при которых сопротивление преобразователя действительно, затем положительно расстраивают электрический контур и аналогично определяют значения еще трех характеристических частот, по значению измеренных характеристических частот вычисляют искомую величину.