Изобретение относитс к области магнитных измерений и может быть использовано дл анализа статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов. Известно серийное баллистическое устройство 7-5045, содержащее блок питани , два реостата, два амперметра , механический ключ, намагничивающую , измерительную обмотки и баллистический гальванометр Л, Недостатком известного устройства вл етс низка точность измерений, определ ема погрешност ми баллистического гальванометра и механическим коммутированием тока через намагничи вающую систему, а также нестабильнос тью параметров, блока питани . Кроме того, процесс измерений трудоемок вслед ствие ручной установки и коммута ции токов намагничивани , считывани показаний амперметров и баллистического гальванометра и необходимости их дальнейшей ручной математической обработки с целью вычислени напр женности пол и приращений индукции. Все это определ ет низкую производительность установки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устрой ство дл определени статических маг нитных характеристик, содержащее ана лого-цифровой преобразователь, г(осле довательно соединенные источник тока переключатель и намагничивающую обмотку с токозадаюц им резистором, пос ледовательно соединенные измерительную обмотку, интегратор и регистрато и последовательно соединенные с изме рительной обмоткой усилитель, блок сравнени и преобразователь интервала времени в код, вьгход которого по ключен к одному из управл ющих входо переключател , второй управл ющий вход которого соединен с выходом бло- . ка сравнени , а второй вход регистратора с вторым выходом источника ,тока L21. Недостатками его вл ютс низка производительность измерений, ограниченные функциональные возможности. Цель изобретени - повьшение производительности измерений и расширение функциональных возможностей путем обеспечени многопараметрового неразрушающего контрол физико-механических свойств изделий из ферромагнитных материалов. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени статических магнитньпг характеристик ферромагнитных материалов, содержащее усилитель мощности, намагничивающую и измерительную обмотки, токозадающий резистор, аналого-и 1фровой преобразователь и интегратор, введены последовательно соединенные микропроцессор , регистр и Ц1.1фроаналоговый преобразователь, а также нульорган и два аналоговых ключа, причем выход усилител мощности подключен к последовательно соединенным намагничиваюш .ей обмотке и токозадающему резистору, а последний св зан с вторым входом усилител мощности, при этом измерительна обмотка подключена к нуль-органу и через первый аналоговый ключ к интегратору, параллельно которому подключен второй аналоговый ключ, а управл ющие входы аналоговых ключей подключены к выходам микропроцессора, выход интегратора соединен с выходом второго ключа и с входом аналого-цифрового преобразовател , параллельные выходы которого соединены с информационными входами микропроцессора, выход нуль-органа подключен к управл ющему входу микропроцессора, а второй вход усилител мощности св зан с выходом цифроаналогового преобразовател . На чертеже изображена блок-схема устройства дл измерени статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов. Устройство состоит из последовательно соединенных микропроцессора 1, регистра 2, цифроаналогового преобразовател 3, усилител мощности 4, намагничивающей обмотки 5 и токозадающего резистора 6, соединенного цепью обратной св зи с вторым входом усилител мощности 4, а также из измерительной обмотки 7, аналоговый ключей 8 и 9, интегратора 10, нульоргана 11 и аналого-цифрового преобразовател 12,причем измерительна обмотка 7 соединена с входами аналогового ключа 8 и нуль-органа 11, выход ключа 8 подключен к входу интегратора 10, параллельно которому под- соединен аналоговый ключ 9, выход нуль-органа 11 подключен к управл ющему входу микропроцессора 1, а выход интегратора 10 - к аналого-циф311 ровому преобразователю 12, параллель ные выходы которого св заны с информационными входами микропроцессора 1 управл ющие выходы которого соединены с управл ющими входами аналоговых ключей 8 и 9. Устройство работает следующим образом. Процесс измерени в каждой точке петли гистерезиса разбиваетс на два цикла: магнитной подготовки и собственно измерени . В цикле магнит ной подготовки в микропроцессоре 1 формируетс код, соответствующий максимальному положительному значению напр женности намагничивающего пол . Затем код переписываетс в регистр 2 и в соответствии с этим на выходе цифроаналогового преобразовател 3 устанавливаетс напр жение, которое поступает на вход усилител мощности 4. На выходе усилител мощности 4 устанавливаетс ток, пропорциональный поданному напр жению. Этот ток задает величину напр женное ти намагничивающего пол . Через неко торый промежуток времени, достаточны дл того, чтобы в образце, помещенном в поле намагничивающей обмотки 5, закончились все переходные процессы, микропроцессор 1 формирует и передает в регистр 2 код, соответствующий максимальному отрицательному значению напр женности намагничивающего пол . Это приводит к тому, что в намагничивающей обмотке 5 возникает перепад тока, привод щий к изменению магнитного пол и перемагничиванию образца . Эти циклы перемегничивани повтор ютс несколько раз, реализу магнит ную подготовку образца, т.е. установление статического магнитного состо ни образца. В зависимости от положени точки на петле гистерезиса, в которой необходимо провести измерени , в регистре 2 остаетс код, соответствующий максимальному положительному или отрицательному значению напр женности намагничивающего пол , что определ етс программой, записанной в микропроцессоре 1. На этом цикл магнитной подготовки заканчиваетс . После проведени магнитной подготовки в цикле измерени в микропроцессоре 1 формируетс код, соответствующий такой напр женности пол , при роторой необходимо произвести измерение величин магнитной индукции. Этот 84 код переписываетс в регистр 2. Одновременно сигналами с микропроцессора 1 открываетс ключ 8 и закрываетс ключ 9. При переключении намагничивающего пол от максимального значени к значению, при котором требуетс произвести измерени , на вькоде измерительной обмотки 7 по вл етс импульсньш сигнал, которьш через открытый ключ 8 поступает на интегратор 10. Последний интегрирует поступивший на его вход сигнал. Напр |:ение на измерительной обмотке 7 вначале достигает максимума, затем спадает . При уменьшении его до нул срабатывает нуль-орган 1Ь микропроцес- сор 1 воспринимает изменение состо ни нуль-органа 11 и закрывает ключ 8. Одновременно напр жение, поступающее с выхода интегратора 10 на аналогоцифровой преобразователь 12 преобразуетс в цифровой код, и этот код считываетс микропроцессором 1. После считывани микропроцессор 1 вырабатывает управл ющие сигналы, закрывающие ключ 8 и открывающие ключ 9. В зависимости от программы работы процесс на этом заканчиваетс или вновь производитс цикл магнитной подготовки и цикл измерени , но уже при новом значении напр женности пол , соответствующем другой точке петли гистерезиса. Таким образом, при помощи предлагаемого устройства может быть осуществлено измерение любых параметров, хаоактеоизующих статическую петлю гистерезиса (коэрцитивной силы, остаточной индукции, индукции насьпцени ), а также получаемых из нее (петли гистерезиса ) или их совокупности расчетным путем (начальна и максимальна магнитные проницаемости, после максимальной проницаемости и др.). При этом перемагничивание может осуществл тьс как по предельной петле гистерезиса , так и по любым частным циклам, как симметричным, так и несимметричным, Все необходимые дл определени указанных параметров измерени и вычислени производ тс автоматически с помощью микропроцессора по заранее введенным в его посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) программам. В случае использовани устройства дл многопараметрового неразрушающего контрол изделий из ферромагнитных материалов в ПЗУ ввод тс и заранее найденные многомерные регрессионные.The invention relates to the field of magnetic measurements and can be used to analyze the static magnetic characteristics of ferromagnetic materials. A serial ballistic device 7-5045 is known, which contains a power supply unit, two rheostats, two ammeters, a mechanical key, magnetizing, measuring windings and a ballistic galvanometer. A disadvantage of the known device is the low measurement accuracy determined by the errors of the ballistic galvanometer and the mechanical switching of current through magnetizing system, as well as instability of parameters, power supply unit. In addition, the measurement process is time consuming due to manual installation and switching of magnetizing currents, reading ammeter readings and a ballistic galvanometer and the need for further manual mathematical processing in order to calculate the field intensity and induction increments. All of this determines poor installation performance. The closest to the invention in its technical essence is a device for determining static magnetic characteristics, containing an analog-to-digital converter, r (a switch connected to a current source and a magnetizing winding with a current resistor, sequentially connected to the measuring winding, integrator and registrar and an amplifier, a comparator unit and a time interval converter into a code whose input is connected to one of the controllers connected in series with the measuring winding. input switches, the second control input of which is connected to the output of the comparison unit and the second input of the recorder with the second output of the source, the current L21.The drawbacks are low measurement performance, limited functionality. functionality by providing multi-parameter non-destructive control of physical and mechanical properties of products made of ferromagnetic materials. The goal is achieved by the fact that a device for measuring the static magnetic characteristics of ferromagnetic materials containing a power amplifier, a magnetizing and measuring windings, a current-supplying resistor, an analog-and-1-frequency converter and an integrator, serially connected microprocessor, register and Ts1.1 analog converter, as well as a nullorgan and two analog switches, with the output of the power amplifier connected to series-connected magnetized winding and current-supplying resist the latter is connected to the second input of the power amplifier; the measuring winding is connected to the null organ and via the first analog switch to the integrator, in parallel to which the second analog switch is connected, and the control inputs of the analog switches are connected to the outputs of the microprocessor, the integrator output is connected with the output of the second key and with the input of the analog-digital converter, the parallel outputs of which are connected to the information inputs of the microprocessor, the output of the zero-organ is connected to the control input of the microprocess pa, and the second input of the power amplifier is coupled to the output of the digital to analog converter. The drawing shows a block diagram of a device for measuring the static magnetic characteristics of ferromagnetic materials. The device consists of a series-connected microprocessor 1, a register 2, a digital-analog converter 3, a power amplifier 4, a magnetizing winding 5 and a current-generating resistor 6 connected by a feedback circuit to the second input of the power amplifier 4, as well as from a measuring winding 7, analogue switches 8 and 9, the integrator 10, the nullorgan 11 and the analog-digital converter 12, the measuring winding 7 connected to the inputs of the analog switch 8 and the zero-organ 11, the output of the switch 8 connected to the input of the integrator 10, in parallel The analog key 9 is connected, the output of the null organ 11 is connected to the control input of the microprocessor 1, and the output of the integrator 10 is connected to the analog-to-digital converter 12, the parallel outputs of which are connected to the information inputs of the microprocessor 1 whose control outputs are connected with the control inputs of the analog switches 8 and 9. The device operates as follows. The measurement process at each point of the hysteresis loop is divided into two cycles: magnetic preparation and the measurement itself. In the magnetic preparation cycle in microprocessor 1, a code is formed that corresponds to the maximum positive value of the magnetizing field strength. The code is then rewritten to register 2, and accordingly, the output of the digital-to-analog converter 3 establishes the voltage that goes to the input of power amplifier 4. At the output of power amplifier 4, a current proportional to the applied voltage is set. This current sets the magnitude of the voltage of the magnetizing field. After a certain period of time, sufficient for the sample placed in the field of the magnetizing winding 5 to end all transients, microprocessor 1 generates and transmits to register 2 a code corresponding to the maximum negative value of the magnetizing field intensity. This leads to the fact that in the magnetizing winding 5 a current differential occurs, leading to a change in the magnetic field and the remagnetization of the sample. These cycles of peregranization are repeated several times, realizing the magnetic preparation of the sample, i.e. establishing the static magnetic state of the sample. Depending on the position of the point on the hysteresis loop at which it is necessary to measure, in register 2 there remains a code corresponding to the maximum positive or negative value of the intensity of the magnetizing field, which is determined by the program recorded in the microprocessor 1. This completes the magnetic preparation cycle. After conducting magnetic preparation in the measurement cycle in microprocessor 1, a code is generated that corresponds to such a field strength, with the rotor it is necessary to measure magnetic induction values. This 84 code is rewritten into register 2. Simultaneously, signals from microprocessor 1 open key 8 and close key 9. When switching the magnetizing field from the maximum value to the value at which measurements are required, a signal appears in the code of measuring winding 7 public key 8 is fed to the integrator 10. The latter integrates the signal received at its input. The direction |: the measurement on the measuring winding 7 first reaches a maximum, then decreases. When decreasing it to zero, the zero-organ 1b is triggered. Microprocessor 1 senses a change in the state of the zero-organ 11 and closes the key 8. At the same time, the voltage coming from the output of the integrator 10 to the analog-digital converter 12 is converted into a digital code, and this code is read by the microprocessor 1. After reading, microprocessor 1 generates control signals closing key 8 and opening key 9. Depending on the work program, the process ends or the magnetic preparation cycle is completed and the cycle is changed reni, but already at a new value of the intensity of the field corresponding to another point of the hysteresis loop. Thus, using the proposed device, it is possible to measure any parameters that act as a static hysteresis loop (coercive force, residual induction, induction,) and also obtained from it (hysteresis loop) or their combination by calculation (initial and maximum magnetic permeability, after maximum permeability, etc.). In this case, the magnetization reversal can be carried out both by the limiting hysteresis loop and by any partial cycles, both symmetric and asymmetrical. All measurements and calculations required for determining the specified parameters are performed automatically by a microprocessor using previously inserted into its permanent memory. (ROM) programs. In the case of using the device for multiparameter non-destructive testing of products made of ferromagnetic materials, the previously found multidimensional regression are inserted into the ROM.
зависимости между подлежащими контролю физико-механическими или структурными параметрами и совокупностью магнитных характеристик. Использование вместо одной целой совокупности магнитных характеристик расшир ет область применени магнитного неразрушающего контрол , повышает его достоверность позвол ет устран ть вли ние мешающих факторов.dependencies between the physicomechanical or structural parameters to be controlled and the set of magnetic characteristics. The use of magnetic characteristics instead of a single whole set expands the field of application of magnetic non-destructive testing, increases its reliability and eliminates the influence of interfering factors.
Точность измерений статических магнитных характеристик в данном устройстве повышаетс за счет использовани в качестве источника разнопол рного напр жени последовательно соединенных цифроаналогового преобразовател , усилител мощности и токозадающего резистора. Такое соединение позвол ет при высокой стабильности тока намагничивани исключить возникновение электрической дуги при коммутации тока намагничивани и более точно задавать значени зтого тока. Точность измерений повышаетс также за счет применени интегратора и аналогоцифрового преобразовател , позвол ющих измер ть приращени магнитной индукции в образце с меньшей погрешностью , чем при помощи баллистического гальванометра.The accuracy of measurements of static magnetic characteristics in this device is enhanced by using a different-voltage voltage of series-connected digital-to-analog converter, a power amplifier, and a current-carrying resistor as the source of a different-voltage voltage. Such a connection allows, with a high stability of the magnetizing current, to eliminate the occurrence of an electric arc when switching the magnetizing current and to more precisely set the values of this current. Measurement accuracy is also enhanced by the use of an integrator and an analog-to-digital converter, which makes it possible to measure the magnetic induction increments in a sample with a smaller error than with a ballistic galvanometer.
Производительность повышаетс за счет практически полной автоматизации процесса измерений и математической обработки данных.Productivity is increased due to the almost complete automation of the measurement process and mathematical data processing.
Таким образом, при помощи предлагаемого устройства повьш аетс. точность , производительность измерений и обеспечиваетс многопараметровый неразрушающий контроль физико-механических свойств ферромагнитных материалов .Thus, with the help of the proposed device is improved. accuracy, measurement performance and multi-parameter non-destructive testing of the physical and mechanical properties of ferromagnetic materials.