SU1182555A1

SU1182555A1 - Измеритель магнитной восприимчивости

Info

Publication number: SU1182555A1
Application number: SU823513054A
Authority: SU
Inventors: Н.Ф. Кротевич; В.Г. Сергеев
Original assignee: Сибирский научно-исследовательский институт метрологии
Priority date: 1982-11-16
Filing date: 1982-11-16
Publication date: 1985-09-30

Description

1

Изобретение относитс к средствам измерени магнитных величин и может быть использовано дл измерени магнитной восприимчивости слабомагнитных веществ и материалов.

Цель изобретени - повышение чувствительности и улучшение эксплуа тационных характеристик за счет выбора оптимальных параметров магнитов и конструктивных особенностей системы.

На чертеже схематически изображено устройство.

Первичный преобразователь состоит из двухлопастного коромысла 1 из магниевой пластины с отогнутыми в противоположные стороны концами, измерительного 2 и астазирующего 3 магнитов дискообразной формы из сплава самарий-кобальт. Коромысло подвешено на упругих металлических раст жках 4.

Вторичный преобразователь состоит из неподвижных, симметрично охватывающих лопасти коромысла электродов 5 и электронного усилительно-преобра зовательного блока 6. Электроды 5 электрически св заны между собой попарно крест-накрест и вместе с лопаст ми коромысла образуют дифференциальный конденсатор, электрически св занный с усилительно-преобразовательным блоком 6. С выходом последнего св зана катушка 7 отрицательной обратной св зи, каркас которой вл етс магнитно-индукционным демпфером 8.

Первичный и вторичный преобразователи размещены в герметичном корпусе , образованном крышкой 9 и основанием 10, соединенными между собой через прокладку 11 винтами. Верхн плоскость крышки вл етс предметным столиком дл измер емых образцов С крышкой шарнирно св зана шина 12, на которой укреплена каретка 13 с запрессованным в ней посто нным магнитом 14 и сплава самарий-кобальт

Устройство работает следующим образом.

Образец 15, установленньй плос- кой гранью на предметньй столик, намагничиваетс магнитным полем измерительного магнита и взаимодейст вует с последним, в результате чего измерительный магнит прит гиваетс или отталкиваетс (в зависимости от магнитных свойств образцапарамагнетика или диамагнетика).

825552

Это приводит к угловому перемещению коромысла 1 и к изменению баланса . емкостей дифференциального конденсатора . Усилительно-преобразователь5 на схема преобразует изменение емкостей в электрическое напр жение, причем в среднем положение лопастей (относительно неподвижных электродов ) сигнал на выходе равен нулю.

0 К выходу усилительно-преобразовательной схемы подключены регистратор (аналоговьй или цифровой) и катушка 7 обратной св зи, взаимодействующа с астазирующим магнитом 3 таким

5 образом, что при любом входном сигнале коромысло остаетс практически неподвижным . Глубину обратной св зи можно измен ть в широких пределах, тем самым можно расширить динамический диапазон до 120 - 140 дБ. Свободные колебани первичного преобразовател гас тс с помощью магнито-индукционного демпфера В и дифференцирующей цепочки (не показана), подключенной к катушке 7. Калиборовка прибора производитс стандартными образцами магнитной восприимчивости. Шарнирно укрепленна на крышке шина 12 с укрепленным на ней с помощью каретки 13 магнитом 14 может фиксироватьс в двух положени х, вьшолн при этом функции точного корректора нул или арретира (положение, показанное на чертеже, соответствует функции корректора нул ). В положении арретир каретка с магнитом располагаетс над измерительным магнитом , и они взаимно прит гиваютс .

Форма коромысла первичного преобразовател в виде пластинки с отог- гутыми концами в сочетании с плоскими магнитами позвол ет устранить вли ние а стазирующего магнита при сохранении симметрии первичного преобразовател ; повысить помехоустойчивость прибора к магнитным пол м и ослабить тем самым требование к подбору идентичности измерительного и астазирующего магнитов.

Выбор оптимальных параметров осуществл етс из следующих соображений .

Если F - сила взаимодействи ; m - магнитна масса, сосредоточенна на полюсах намагниченного тела; V - объем; I - намагниченность ( m измерительного магнита, образца); X. магнитна восприимчивость образца; а - рассто ние между полюсом магнита и плоскостью образца; 1 - длина измерительного магнита,то, согласно закону Кулона, реализованы следующие силы магнитного взаимодейст ви : m ч т - 1 (а+1,)2(1) В выражени х (1) вли нием верхнег полюса измерительного образца можно перебречь, так как 1; а. Если допустить , что образец вл етс чистым диа- или парамагнетиком,т.е. не обладает остаточной намагниченностью то из выражени (1), учитыва извест ное соотношение m IV/l, можно полу чить результирующее взаимодействие P..U... ) , , ,2 ( ,) Если заменить величину Ij по из вестным формулам 12 ХН и Н 2I,V,/R, 554 где Н - поле измерительного магнита, намагничивающее образец; R - рассто ние между центрами взаимодействующих между собой образца и магнита R (-Ь+ а +1-) тогда ,, . «e,e, Из выражени Ч3) следует, что уменьшение длины магнита при сохранении его обьема дает более чем стократное увеличение силового взаимодействи ,а следовательно,и чувствительности по сравнению с прототипом. Уменьшение длины магнита при сохранении его объема допускают только высококоэрцитивные магнитные сплавы, например. Со 5Sm, который использован в данном устройстве. С другой стороны, уменьшение длины магнита li также должно иметь предел, (Из выражени (3) видно, что при , ). Анализ выражени (3) показывает, что оптимальное значение длины должно выбиратьс из услови г 7 2а. Таким образом, полна длина магнита должна быть не менее четырехкратного значени .

1 5 I / i: - f / f /Mff/f MXf/XfA

Claims

ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ, содержащий первичный магнитостатический и вторичный емкостный преобразователи, корректор нуля и арретир, расположенные в корпусе, при этом первичный магнитостатичесикий преобразователь состоит из двухлопастного коромысла с закрепленными на концах измерительным и астазирующим магнитами в форме вытянутых цилиндров, а вторичный емкостный преобразователь содержит неподвижные симметрично охватывающие лопасти коромысла электроды и электронный усилительно-преобразовательный блок, причем электроды, соединенные попарно крест-накрест, подключены к вхо- ду усилительно-преобразовательного блока, выход которого соединен с катушкой обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и улучшения эксплуатационных характеристик, магниты закреплены на подвижном коромысле, выполненном в виде двухлопастной пластины с отогнутыми в противоположные стороны концами, и разнесены одноименными полюсами в протовоположные стороны на одинаковые расстояния перпендикулярно плоскости коромысла, причем с корпусом _ шарнирно связана шина, снабженная (S перемещающейся по ней кареткой с постоянным магнитом и фиксаторами двух положений шины, а измерительный и астазирующий магниты изготовлены из сплава на основе редкоземельных металлов со следующими соотношениями геометрических параметров: 4а ? 2d , где а - величина зазора между полюсом измерительного магнита и внешней плоскостью корпуса;

? - длина магнита в направлении оси намагничивания;

d - диаметр или поперечный размер магнита.

SU „ 1182555