SU368562A1 - Датчик для измерения магнитных характеристик - Google Patents

Description

1

Изобретение предназначено дл  измерени  осциллографическим методом магнитных характеристик образцов малого сечени , изготовленных из магнитотвердых (или иных) материалов .

В известных датчиках намагничивающее поле с напр женностью более 1000 э создаетс  в зазоре магнитопровода из ферромагнитного материала. Дл  выделени  напр жени , пропорционального намагниченности исследуемого образца, он вводитс  в отверстие измерительной катушки датчика, устанавливаемого в зазоре. Р дом с измерительной катушкой в корпусе датчика раснолагаетс  идентична  ей компенсационна  катушка. Измерительна  цепь канала намагниченности состоит из последовательно и встречно включенных измерительной и компенсационной об.моток и интегрируюш;его усилител . При этом предполагаетс , что напр жени , индуктируемые в обмотках намагничивающим переменным нолем, равны и взаимно компенсируютс . Однако иа практике в зависимости от напр женности намагничивающего пол  амплитуда напр жени  некомпенсации может составл ть от единиц до дес тков милливольт. При малых размерах исследуемых образцов напр жение некомпенсации оказываетс  соизмеримым с полезным сигналом, что вносит недопустимую погрешность в результаты измерени . Причина по влени  напр жени  некомпенсацин состоит в различии параметров магнитной цепи дл  потоков , иронизывающих обе катушки. Вследствие нелинейности кривой намагничивани  .материала магнитопровода напр жение обмоток имеет различный спектральный состав. Услови  кодмпенсации дл  основной и высших гармоник не совпадают, что и приводит к по влению напр жени  некомпенсации. Компенсацц  высших гармонических составл ющих путем подмешивани  стороннего напр жени  требует наладочных работ при малейн1ем пзменении намагничивающего пол , ч го существенно затрудн ет процесс измерений. Цель изобретени  - снижение напр жени  некомпенсации. Эта цель достигаетс  тем, что магнитный иоток, проннзывающий из epиIeльную и комненсационную обмотки, проходит через одни и те же участки магннтопровода. На фиг. 1 показан предлагаемый датчик; на фиг. 2 - электрическа  схе.ма датчика; на фиг. 3 - размещение датчика в рабочем зазоре намагничивающего устройства.

Датчик (см. фиг. 1) содержит каркас /, выполненный из изол ционного материала. Размеры и конфигураци  каркаса определ ютс  размерами рабочего зазора, а также размерами и формой исследуемых образцов. На каркас наматываютс  измерительна  2 и компенсационна  5 обмотки. Геометрические оси обмоток должны совпадать. Число витков в обмотках должно удовлетвор ть неравенству: ,(1) где Sji и Si; - сумма илощадей витков измерительной и компенсационной обмоток. Исследуемый образец помещаетс  в отверстие 4. Измерительна  2 и компенсационна  3 обмотки включаютс  (см. фиг. 2) 1последовательно и встречно. Причем, с компенсационной обмотки снимаетс  часть наир жени  при помощи делител  из безиндукти-вных сопротивлений 5 и 6. На фиг. 3 показано размещение датчика 7 в рабочем зазоре намагничивающего устройства 8 таким образом, чтобы геометрическа  ось обмоток совпадала с направлением силовых линий пол . Настройка датчика заключаетс  в подборе сопротивлений делител  по минимуму напр жени  некомпенсации и осуществл етс  при отсутствии исследуемого образца. При этом коэффициент делени  оказываетс  равным: а .(2) RI + I., wA Коэффициент делени  а может быть измерен известными методами с высокой точностью и остаетс  носто нным дл  каждого датчика . При введении -в отверстие датчика исследуемого образца на его выходе имеет место напр жение .полезного сигнала: и 4,44 fqw(1 - Ко.) где е, и к - напр жени , индуктируемые в измерительной и компенсационной об.мотках; / - частота перемагиичивани  образца; q - площадь сечени  образца; К. отношение числа витков компенсационной и измерительной обмоток; у - намагниченность образца. Полезный сигнал, пропорциональный производной намагниченности материала исследуемого образца, подаетс  на вход интегрирующего усилител  осциллографической установки , предназначенной дл  исследовани  параметров петли гистерезиса. Из сопоставлени  уравнений 2 и 5 вытекает , что по сравнению с обычным датчиком, содержащим две самосто тельные катущки, полезный сигнал ослабл етс  на величину: К. . HeKOTOpoe ослабление полезного сигнала в предлагаемом датчике сочетаетс  с у.меньщением нескомпенсированного напр жени  по крайней мере в 80-100 раз. Более точна  компенсаци  достигаетс  за счет того, что через окно изме|рительной и компенсационной обмоток проходит практически один и тот же поток намагничивающего шол . Снижение величины нескомпенсированного напр жени  от намагничивающего пол  позвол ет наблюдать и оценивать параметры петли гистерезиса материала образцов весьма малого (до 0,0001 мм ) сечени  в намагничивающем поле больщой напр женности, создаваемой в рабочем зазоре ферромагнитного (или иного) магнитопровода. Предмет изобретени  Датчик дл  измерени  магнитных характеристик миКрообразцов, содержащий измерительную и компенсационную обмотки и делитель напр жени , отличающийс  тем, что, с целью уменьщени  напр жени  некомпенсации , индуктируемого намагничивающим переменным полем, коМпенсационна  обмотка намотана поверх измерительной и включена встречно через делитель напр жени , причем геометрические оси измерительной и компенсационной обмоток совпадают.

fuS 1

if ffbJX,

(Puz.2