SU419822A1 - Способ измерения коэрцитивной силы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области магнитных измерений и может быть исиользоваио при разработках магнитоизмерительной аппаратуры .

Известны способы автоматического измерени  коэрцитивной силы, которые основаны на размагничивании образца и одновременном измерении в нем величины индукции, причем о величине коэрцитивной силы суд т по значению тока размагничивани  в момент, когда индукци  равна нулю.

Однако известные способы пригодны только дл  измерени  коэрцитивной силы образцов с разомкнутым магнитопроводом.

Дл  получени  возможности измерений как с замкнутым, так и с разомкнутым магнитопроводом и получени  результата в цифровом коде предлагаетс  способ, по которому измер ют число периодов колебаний посто нной частоты от начала намагничивани  до момента достижени  индукцией нул , а затем измер ют число периодов от момента равенства индукции нулю до насыщени , причем искомый параметр характеризуетс  разностью чисел измеренных периодов.

То, что результат измерени  получают в цифровом коде, удобно дл  индикации, автоматического протоколировани  или дальнейшей математической обработки.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа (вариант намагничивающего устройства дл  измерени  корцитивной силы образцов с разомкнутым магнитопроводом); на фиг. 2 - намагничивающее устройство (образцы тороидальной формы); на фиг. 3 - графики напр жений, пропорциональных напр женности магнитного пол  и индукции в образце при его перемагничивании от -Нт до -}-Нт (Нт - максимальное значение наир л енности магнитного пол  в образце).

Структурна  схема (фиг. 1) содержит четыре блока: блок 1 автоматического регулировани  намагничивающего пол , блок 2 измерени  индукции, блок 3 измерени  коэрцитивной силы и блок 4 управлени .

Блок 1 включает в себ  генератор 5 пилообразного напр жени , вход которого подключен к выходу блока управлени , а выход через схему 6 сравнени  напр жений и управл емый генератор тока 7 подан на вход 8 намагничивающего устройства 9. Выход 10 намагничивающего устройства соединен со входом блока 4 и со вторым входом схемы 6. В состав намагничивающего устройства 9 вход т: электромагннт 11, между полюсами которого помещен образец 12, измерительна  обмотка 13 и потенциалометр 14, один конец которого заземлен , а второй подан на интегратор 15, выход которого служит выходом намагничивающего устройства, откуда снимаетс  напр жение йн, пропорциональное напр женности

магнитного пол  в образце. Один конец обмотки 16 электромагнита И заземлен, а второй служит входом намагничивающего устройства .

Блок 2 включает в себ  измерительную обмотку 13 испытуемого образца 12, один конец которого заземлен, а второй конец 17 служит выходом индуктированной э.д.с. и подан на вход интегратора 18. Выход интегратора 18 служит выходом напр жени  UB, пропорционального индукции в образце.

Блок 3 содержит генератор 19 импульсов стабильной частоты, выход которого через электронный ключ 20 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 21. Вход дискриминатора нулевого уровн  22 соединен с выходом интегратора 18, а выход подан на вход вычитани  23 триггера знака 24. Вход 25 триггера знака и потенциальный вход ключа подключены к выходу блока 4. Выходы триггера знака поданы соответственно на шины знака реверсивного счетчика 21, кодовый выход которого служит выходом значени  коэрцитивной силы НеВ случае выполнени  магнитного устройства , показанного на фиг. 2, оно содержит образец 26 с намагничивающей 27 и измерительной 28 обмотками. Один конец 29 намагничивающей обмотки служит входом намагничивающего устройства, а второй конец 30 через калиброванный резистор 31 заземлен. Конец 30 намагничивающей обмотки служит выходом намагничивающего устройства. Напр жение UH в этой точке пропорционально иапр женпости магнитпого пол  в образце. Один конец измерительной обмотки 28 заземлен , а второй конец 32 служит выходом идуктированпой э.д.с. При измерении коэрцитивной силы образцов тороидальной формы вместо намагничивающего устройства 9, изображенного на фиг. 1, к точкам 8, 10 и 17 соответственно подключаютс  точки 29, 30 и 32 намагничивающего устройства, изображенного на фиг. 2.

Устройство, схема которого показана на фиг. 1, работает следующим образом. По сигналу от блока 4 запусакетс  генератор 5, выходной сигнал которого измен етс  линейно во времени. Это напр жение в качестве опорного поступает на схему 6, на другой вход которой подаетс  сигнал обратной св зи. Паир жение с выхода схемы сравнени , равное разности опорного напр жени  и напр жени  обратной св зи воздействует на управл емый генератор тока 7, выходной ток которого поступает в обмотку 16 электромагнита 11. Возникающее при этом магнитное поле персмагничивает образец 12 от -Я,„ до-)-Ят по предельной петле гистерезиса. Напр жение UH на выходе интегратора 15 пропорционально напр женности магнитного пол  в образце . Это напр жение подаетс  в качестве сигнала отрицательной обработкой св зи па схему 6. Таким образом, блок автоматического регулировани  намагничивающего пол  обеспечивает его линейпое во времени изменение. Соответствующее изменение напр жени  UH, снимаемое с выхода 10, показано на фиг. За. Одновременно с началом намагничивани  сигнал запуска от блока 4 проходит на вход сложени  25 триггера знака 24, который устанавливает реверсивный счетчик на пр мой счет, и тот же сигнал открывает электронный ключ 20, через который импульсы от генератора 19 проход т па счетный вход реверсивного счетчика 21. При перемагничивании образца в измерительной обмотке 13 индуктируетс  э.д.с., котора  интегрируетс  интегратором 18. Выходное напр жение иптегратора UB пропорционально индукции в образце и измен етс  во времени, как показано на фиг. 36 сплошной линией. Если напр женность магнитного пол  в образце измен етс  линейно во времени от -Нт до +Ят, то форма кривой UB f(t) соответствует восход щей ветви предельпой петли гистерезиса. Дл  нагл дности на фиг. 3 б пунктиром изображена нисход ща  ветвь петли гистерезиса. В момепт /ь когда (а следовательно, и индукци  В равна нулю), срабатывает дискриминатор нулевого уровн  22. Его выходной сигнал опрокидывает триггер знака 24 и тем самым переключает реверсивный счетчик на обратный счет. С момента /i до момента 4 счетчик работает на вычитание. В момент t, когда напр жение UH достигнет значени  - 6 ,„, соответствующего напр женности магнитного пол  -гНт, блок управлепи  выдает сигнал прекращени  намагничивани . Генератор 5 останавливаетс , электронный ключ 20 закрываетс  и счетчик 21 прекращает счет. Число импульсов N, сосчитанное счетчиком 21 к моменту времени 4, оказываетс  равным

Л - /0, - /о (. - Л) - /о (2 - 4),(1)

где /о - частота следовани  импульсов на выходе генератора 19.

На основании графика на фиг. 3 о можно записать соотнощеиие

2U

н

н

(2)

2t, - и

где иHC - значение напр жени  Ни в момент времени t, т. е. в момент, когда t/B равно нулю.

Нт

Отношение - определ етскорость изменени  напр женности магнитного пол  в образце и обычно задаетс  заранее, т. е.  вл етс  посто нной величиной. Объедин   формулы (1) и (2), получим

:..1,-.2ин- : Ки

(3)

н

W

н

/Л

где К К и - посто нный коэффициент .

Таким образом, из формулы (3) следует, что число импульсов (или, что то же самое, число периодов колебаний посто нной частоты ), сосчитанное реверсивным счетчиком 21 за врем  от нул  до 2, т. е. за врем  перемагничивани  образца от -Нт до +Ят, пропорционально величине коэрцитивной силы образца.

Предмет изобретени 

Способ измерени  коэрцитивной силы при линейном изменении напр женности магнитного пол  от -Нт ДО +Я„г, заключающийс  в том, что образец перемагничивают по предельной петле гистерезиса, отличающийс  тем, что, с целью получени  возмол ности измерений как с замкнутым, так и с разомкнутым магнитопроводом, измер ют число периодов колебаний посто нной частоты от начала намагничивани  до достижени  индукцией нул , затем измер ют число периодов от момента равенства индукции нулю до насыщени , причем искомый параметр характеризуетс  разностью чисел измеренных периодов.

1

Z6l28

иг.2