SU1485164A1

SU1485164A1 - Cпocoб изmepehия maгhиthoй bocпpииmчиboctи

Info

Publication number: SU1485164A1
Application number: SU874188957A
Authority: SU
Inventors: Viktor Ya Kuzmin; Larisa V Lebedeva; Aleksandr I Sinyakov; Aleksej P Shchelkin
Original assignee: Viktor Ya Kuzmin; Larisa V Lebedeva; Sinyakov Aleksandr; Aleksej P Shchelkin
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1987-02-02
Publication date: 1989-06-07

Description

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЗЦ, 1485164 ₍₅1) 4 О 01 К 33/16_

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4188957/24-21 (22) 02.02.87 (46) 07.06.89. Бюл. № 21 (72) В. Я. Кузьмин, Л. В. Лебедева,

А. И. Синяков и А. П. Щелкин (53) 621.317(088.8) (56) Чечерников В. И. Магнитные измерения.—Изд-во МГУ, 1969, с. 388.

ТНогре А., 5еп111е Г. АЬвоЫе Ме(Ьос1 о( Меазиппд МадпеЧс ЗивсерНЫШу.—ТНе Кеу1е\м о! ЗсгепШгс 1п51гитеп15, 1959, ν. 30, № 11, р. 1006—1008.

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ (57) Изобретение относится к области испытания слабомагнитных материалов и может быть использовано для быстрого изме2 рения магнитной восприимчивости изделий правильной и неправильной формы. Цель изобретения -— сокращение времени измерения — достигается за снег размещения образца в однородном поле с известной магнитной индукцией, перемещения его в бесполевое пространство со скоростью, обратно пропорциональной скорости изменения силы ог перемещения, а магнитную восприимчивость определяют по формуле #-=2μ₍ι5/Г/ва—где 5 - площадь, заключенная под кривой зависимости силы от перемещения; /?,, значение магнитной индукции до перемещения образца; /А — значение магнитной индукции после перемещения образца; V объем образца; μο — магнитная постоянная. 2 н.т.

Нзобретение относится к области испыа.чня слабомагнитных материалов и может 7 ,пь использовано для быстрого измереня магнитной восприимчивости (ае) образцов, деталей и изделий геометрически пракчльпой и прежде всего неправильной формы небольших размеров (например, шариков, кубиков, винтов, шайб, шестеренок, ранок и т. п.).

Целью изобретения является сокращение времени измерения.

Способ измерения магнитной восприимчивосп!. основанный на измерении силы, .згствующей на исследуемый образен со стоке' н,[ магнитного поля при перемещении кразца из одной точки поля в другую с равными значениями индукции, длины перемещения, значений индукций в начальной конечной точках перемещения, площади под кривой зависимости силы от г.сремс тения и объема образца, призом силе, действующую на образец, измеряют непрерывно, при этом скорость перемещения образца задают обратно пропорциональной скорости изменения силы от перемещения, а площадь под кривой зависимости силы о т перемещения определяют, интегрируя произведение сигналов скорости изменения силы н длины перемещения в течение времени перемещения.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения магнитной восприимчивости, реализующее предлагаемый способ; па фиг. 2 кривая зависимости силы, деист вхчощен на исследуемый образец, от перемещения.

Устройство содержит автоматические весы 1. состоящие из весочевовп ос, нагого $Ц „,,1485164 элемента — коромысла 2, преобразователя 3 отклонения, усилителя 4, индикатора 5, компенсатора 6 и изолирующего механизма 7, а также электромагнит 8 постоянного тока, привод 9 перемещения электромагнита, в состав которого входят электромашинный усилитель 10 с обмоткой 11 управления, электродвигатель 12 постоянного тока с обмоткой 13 возбуждения, редуктор 14 и домкрат 15.

Весы 1 неподвижно закреплены над имеющим свободу перемещения в вертикальном направлении электромагнитом 8 так, что подвешенный к одному из плеч коромысла весов 1 исследуемый образец 16 находится на линии вертикальной симметрии полюсов электромагнита 8. В состав устройства входят также измеритель 17 перемещения, тесламетр 18, первичный преобразователь 19 которого размешен рядом с исследуемым образцом 16, дифференциатор 20, умножитель 21, интегратор 22, регистратор 23; задатчик 24 скорости изменения силы (являющийся регулируемым источником постоянного напряжения), датчик 25 рассогласования (элемент сравнения), усилитель 26 мощности, сумматор 27, блок 28 управления приводом и задатчик 29 начальной скорости перемещения (являющейся вторым регулируемым источником постоянного напряжения) .

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений с помощью привода 9 перемещения поднимают или опускают электромагнит 8 до тех пор, пока образец 16 не окажется в центре зазора между полюсами электромагнита 8 в области однородного магнитного поля, которое не оказывает на него силового воздействия. Это положение является исходным. С помощью тесламетра 18 измеряют значение индукции магнитного поля в месте расположения образца 16 (в центре зазора между полюсами электромагнита 8).

Устанавливают на выходе задатчика 24 скорости изменения силы постоянное напряжение, уровень которого в относительных единицах соответствует значению максимально допустимой скорости изменения измеряемой силы, действующей на образец 16 со стороны магнитного поля в процессе измерения. На выходе задатчика 29 начальной скорости перемещения устанавливают постоянное напряжение, уровень которого соответствует минимальной скорости перемещения электромагнита 8 (минимальной скорости вращения вала электродвигателя 12 постоянного тока).

Открывают изолирующий механизм 7. Уравновешивают встроенными гирями массу исследуемого образца 16. Нажатием соответствующей кнопки блока 28 управления приводом подключают обмотку 11 управления электромашинного усилителя 10 к выходу сумматора 27. Напряжение с выхода задатчика 29 начальной скорости через сумматор 27 поступает в соответствующую секцию обмотки 11 управления электромашинно'го усилителя 10. Электромашинный усилитель 10 усиливает поступивший на его обмотку управления сигнал и подает его в цепь якоря электродвигателя 12. Вал электродвигателя 12 начинает вращаться и через редуктор 14 и домкрат 15 приводит в движение электромагнит 8.

Электромагнит 8 плавно двигается из исходного положения вертикально вниз (вверх), перемещаясь относительно образца 16, подвешенного к коромыслу весов 1, с начальной скоростью, определяемой значением напряжения на выходе задатчика начальной скорости. В результате образец 16 оказывается в зоне неоднородного магнитного поля, где на него начинает действовать изменяющаяся по мере перемещения электромагнита 8 сила (фиг. 2).

Так как электромагнит 8 начинает двигаться медленно, а сила, действующая на образец 16, появляется лишь после его в выхода из зоны однородного поля, то силовое воздействие на образец 16 со стороны магнитного поля возрастает плавно и не приводит к возникновению в системе автоматического уравновешивания весов 1 скольнибудь значительных динамических погрешностей, вызванных началом движения (начальным рассогласованием).

Мгновенное значение силы Р, действующей на образец 16, непрерывно измеряется с помощью автоматических весов 1. Сигнал, пропорциональный текущему (мгновенному) значению силы Р, с выхода весов 1 подается на дифференциатор 20. На выходе дифференциатора 20 появляется сигнал, пропорциональный скорости изменения входного сигнала, т. е. скорости изменения άΡ - ,· силы по времени (а не по длине перемещения) , который поступает на первый вход умножителя 21 и на вычитающий вход датчика 25 рассогласования, на задающий вход которого поступает сигнал с задатчика 24 скорости изменения силы, пропорциональный заранее установленному значению максимально допустимой скорости ее изменения. Сигнал, пропорциональный разности между максимально допустимым и текущим значеάΡ ниями скорости изменения силы усиливается усилителем 26 ' мощности и суммируется в сумматоре 27 с постоянным по значению сигналом начальной скорости перемещения, поступающим в сумматор 27 с выхода задатчика 29 начальной скорости перемещения. С выхода сумматора 27 сигнал через блок 28 управления приводом поступает на обмотку 11 управления. В результате скорость вращения вала электродви1485164 гателя 12 возрастает, и пропорционально ей возрастает скорость перемещения электромагнита 8.

На начальном этапе измерения вследствие малой скорости перемещения электромагнита и медленного нарастания значения силы (фиг. 2) скорость ее изменения невелика, поэтому на вычитающий вход датчика 25 рассогласования с выхода дифференциатора поступает небольшой по значению сигнал. На выходе датчика 25 рассогласования, напротив, значение сигнала будет значительным. Вследствие этого скорость вращения вала электродвигателя 12 быстро, но плавно увеличивается, и пропорционально ей увеличивается скорость перемещения электромагнита. Скорость изменения силы быстро возрастает, достигает значения, близкого к заданному (установленному на выходе задатчика 24 скорости изменения силы, но ни в коем случае его не превышает), и с этого момента поддерживается постоянной. Таким образом, мгновенная скорость перемещения электромагнита 8 изменяется в зависимости от текущего значения скорости изменения силы, оставаясь постоянной, равной заданной.

С началом движения электромагнита 8 появляется также сигнал на выходе измерителя 17 перемещения, который поступает на второй вход умножителя 21 и перемножается с сигналом, пропорциональным скорости изменения силы, поступающим на его первый вход с выхода дифференциатора 20.

Сигнал, пропорциональный произведению άΡ скорости изменения силы— на длину переάί мещения х, с выхода умножителя 21 подается на интегратор 22, где осуществляется его интегрирование. На выходе интегратора 22 появляется сигнал, равный (1)

Лк

Интеграл (1) равен 5Р(х)бх, т. е. площади 5 под кривой зависимости силы от перемещения.

Действительно, принимая во внимание, что χ=φ(/), аР=Р[х(1)], и заменяя переменную интегрирования х (перемещение) переменной / (время), получим ) Ρ(χ)άχ=\* Ρ(ήάχ=\*Ρ(έ)&ά(, (2) х₀ о П* гдех&— длина перемещения из начальной точки х₀ в конечную х*;

1к — время перемещения из начальной точки в конечную.

Возьмем интеграл (2) по частям \ Ρ^άί=Ρ^χ^-\^>χ^άΙ= ==А^х(Г)<И. Ο) о ш ¹⁰ Произведение Л(Д)х(/^) равно нулю, так как в конечной точке Хк перемещения сила Р равна нулю (фиг. 2). Минус перед интегралом физически означает, что перемещение происходит в направлении, противо15 положном действию сил поля.

Таким образом, сигнал на выходе интегратора 22 при перемещении электромагнита 8 в конечную точку, где сила, действующая на образец 16, равна (или близка) нулю, равен площади 5 под кривой зависимости силы от перемещения и, следовательно, его значение может быть использовано для расчета магнитной восприимчивости ае образца 16 по формуле ___2μρ5_ ν(Β%-ΒΪ)' где μο — магнитная постоянная;

Во — значение магнитной индукции до перемещения;

Вк — значение магнитной индукции после 30 перемещения;

V — объем образца.

Claims

Формула изобретения

Способ измерения магнитной восприим35 чивости, включающий размещение образца в однородном поле с известной магнитной индукцией, перемещение его в бесполевое пространство и определение магнитной восприимчивости, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерения, обра⁴⁰ зец перемещают со скоростью, обратной пропорциональной скорости изменения силы от перемещения, а магнитную восприимчивость определяют по формуле _ _2μο5_ ⁴⁵ 1/(βξ-β|)’ где 5— площадь, заключенная под кривой зависимости силы от перемещения;

Во—значение магнитной индукции до перемещения образца;

50 — значение магнитной индукции после перемещения образца;

V — объем образца; μο — магнитная постоянная.