SU711506A1 - Устройство дл измерени напр женности магнитного пол - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для электрических измерений, и может быть использовано, например, для измерения напряженности магнитного поля при испытании магнитных материалов. $

Известны устройства для измерения напряженности магнитного поля, содержащие преобразователь, намагничивающее устройство и измерительный блок И- 10

Недостаток известного устройства — низкая точность измерения.

Наиболее близким по сврй технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее преобразователь _JS измеряемой величины и блок измерения [21

Недостаток данного устройства — низкая точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения. ' jq

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены два преобразователя напряженности, последовательно соединенные блок ‘ вычитания и сумматор, второй вход которого подключен к выходу преобразователя измеряемой величины, а выход сумматора соединен с входом блока измерения, при' этом выходы первого и второго преобразователей напряженности подключены к первому и второму входам блока вычитания соответственно.

На фиг. 1 изображена схема устройства.

На фиг. 2 изображены графики, характеризующие погрешность преобразования.

Устройство содержит образец 1, преобразователь 2 измеряемой величины, преобразователи 3 и 4 напряженности, блок 5 вычитания, сумматор 6, блок 7 измерения.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь 2 расположен на расстоянии от исследуемого объекта.

С достаточной точностью можно считать, что измеряемая преобразователем тангенциальная составляющая напряженности поля Нр* связана с искомой величиной Но\ следующим образом:

711500

ЭН V ^нох - ч₄· г, θΜχ

Величина J 4 определяет погрешность . преобразования напряженности ноля. Для ее исключения требуется определить градиент напряженности поля . t а величина может быть наадена по известным конструктивным параметрам преобразователя измеряемой величины.

Преобразователь градиента обычно выполняется в виде двух встречно включенных преобразователей напряженности поля. Для измерения эти два преобразователя должны располагаться на равной высоте от исследуемой поверхности, что требует дополнительного свободного пространства в области, где » .В практических условиях это требование, как правило, трудно выполнить.

Для устранения этого затруднения можно использовать отсутствие магнитных зарядов в той области, где расположен преобразователь. Известно, что в этом случае справедливо равенство:

ЭН£_ЭН>, э'^ЧЩУ) ЭУ * Эх ’ Эх Эу ’ .5 разные знаки и величин опре₍— и (2) находим,

И зме4

Сигналы преобразователей 2, 3 и 4 поступают на входы сумматора 6, выходное напряжение которого равно:

U - k U I 9 И N ^ивых-^к,м_рх.к_г^Д__2Х11 где Ки К 2 — постоянные величины. Если К 4 и К £ имеют отношение их абсолютных деляется выражением /М то с учетом формул (1) что U_BWX пропорционально И ок · рение последней производится блоком 7. Обычно градиент напряженности поля ---- -- довольно постоянен в области размещения преобразователей, поэтому снижение погрешности преобразования получается устойчивым. На фиг. 2 приведены графики, характеризующие зависимость производной от координаты при испытаниях образца холоднокатаной текстурованной электротехнической стали. Видно, что на участке длиной 2Х ='5 см эта величина с требуемой степенью точности может быть принята постоянной для заданного значения И х . Практические испытания показали, что при использовании описанного устройства погрешность преобразования может быть снижена в 3—5 раз.

где +½ - нормальная составляющая напряженности магнитного поля,

Ч - магнитный потенциал.

Для измерения нормальной состаляющей градиента напряженности поля преобразователи 3 и 4 (см. фиг. 1), образующие преобразователь градиента, могут- быть размещены на таком же расстоянии , что и преобразователь 2.

Рассмотрим! в качестве примера индукционный преобразователь, в котором элементы 2, 3 и 4 размещены в одной жесткой конструкции. Плоскость витков преобразователя 2 перпендикулярна, а преобразователей 3 и 4 - параллельна поверхности образца. Для получения требуемого сигнала на выходе преобразователя градиента обмотки последнего соединяются встречно. В общем случае должен быть использован блок 5 вычитания, на выходе которого формируется · сигнал, пропорциональный 2Х^ —‘ где gX^ -расстояние между преобразователями 3 и 4.

4Q

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к измеритель ной технике, в частности к устройствам дл  электрических измерений, и может быть использовано, например, дл  измерени  напр женности магнитного пол  при испытании магнитных материалов. Известны устройства дл  измерени  напр женности вгнитного пол , содержа щие преобразователь, намагничивающее устройство и измерительный блок р.. Недостаток известного устройства - низка  точность измерени . Наиболее близким по сврй техническо сущности к предлагаемому  вл етс  .устройство, содержащее преобразователь измер емой величины и блок измерени  Недостаток данного устройства - низка  точность измерени . Цель изобретени  - првыщение точнос измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введены два преобразовател  напр женности, посл довательно соединенные блок вычитани  И сумматор, второй вход которого подключен к выходу преобразовател  измер емой величиныJ а выход сумматора соединен с входом блока измерени , при этом выходы первого и второгчэ преобразователей напр жепнссти подключены к первому и второму входам блока вычитани  соответственно. На фиг, 1 изображена схема ycTpoiteTва . На фиг. 2 изображены графики, характеризующие погрешность преобразовани . Устройство содержит образец 1, преобразователь 2 измер емой величины, преобразователи 3 и 4 напр женности, блок 5 вычитани , сумматор 6, блок 7 измерени . Устройство работает следутощим о&разом . Преобразователь 2 расположен на рассто нии - or исследуемого. обьект . С достаточной точностью можно счиать , что измер ема  преобразователем тангенциальна  ссюто.вп юша  напр женности поп  Ир св зана с искомой величиной Нои, следующим образом: Величина ду-- оНредел ет погрешность (преобразовани  напр женности пол . Дл  ее исключени  требует определить градиент ьшпр жешюсти пол . а величина может быть as - найдена по известным конструктивным параметрам преобразовател  измер емой величины. Преобразователь градиента обычно выполн етс  в виде двух встречно вклю ченных преобразователей напр женности пол . Дл  измерени  - эти два преобразовател  должны располагатьс  на равной высоте от исследуемой поверхностИ| что требует дополнительного свободного пространства в об ласти, где il .В практических условтшх это требование, как правило, трудно выполнить. Дл  устранени  этогчэ затруднени  можно использовать отсутствие магнит зар5щов в той области, где расположен преобразователь. Известно, что в этом случае справедливо равенство: ЭИх ЭН ) 9У Э-х ЭкЗ-а V - нормальна  составл юща  напр женности миг нитного пол , Ч - магнитный потенциал. Дл  измерени  нормальной состал ющей градиента напр женности пол  - преобразователи 3 и 4 (см. фиг. 1), об разующие преобразователь градиента, Moryi- быть размещены на таком же расс тр нии S , что и преобразовател Рассмотрим; в качестве примера индукционный преобразователь, в котором элементы 2, 3 и 4 размещены в одной жесткой конструкции. Плоскость витков преобразовател  2 перпендикул рна, а преобразователей 3 и 4 - ,параллельна поверхности образца. Дл  получени  требуемого сигнала на выходе преобразовател  градиента обмотки последнего соедин ютс  встречно. В общем случае должен быть использован блок 5 вычитани , на выходе которого формируетс  сигнал, пропорциональный 2Х - i где 2fX. -рассто ние между преобразо- вател1-1ми 3 и 4, Сигналы преобразов;зто;гей 2, 3 и 4 поступают на входы сук маторо 6, выходное }1апр жение которого равно: BbU--SHp -vK . где К и К 2 - посто нные величины. Если К и К 2 гмеют разные знаки и отнощение их абсолютных величтш опре,- ел етс  выражением JKaL: ( то с учетом формул (1) и (2) находим, что , пропорционально Иок Измерение последней производитс  блоком 7. Обычно градиент напр женности пол  - довольно посто нен в области Эч размещени  преобразователей, поэтому снижение погрешности преобразовани  получаетс  устойчивым. На фиг. 2 приведены графики, характеризующие зависимость производной д от координаты при испытани х образца холоднокатаной текстурованнои электротехнической стали. Видно, что на участке 2Х 5 см эта велич1та с требуемой степенью точности может быть прин та посто нной дл  заданного значени  Н ч . Практические испытани  показали , что при использовании описанного устройства погрешность преобразовани  .может быть снижена в 3-5 раз. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  напр женности магнитного пол , содержащее пре образователь измер емой величины и блок измерени , о т л и ч а ю ш, е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него допол}1ительно введены два преобразовател  напр женности, последовательно соединенные блок вычитани  исумматор, второй вход которого подключен к выходу преобразовател  измер емой величш1ы, а выход сумматора соединен с входом блока иэмерени , при этом выходы первого и второго преобразователей напржкенности подключены к первому и второму входам блока вычитани  соответственно. Источники HHijxDpMaunn, прин тые во внимание при экспертизе 1„ Авторское свидетельство СССР № 451030, кл. С 01 R ., 10.06.75.
2. 2. Патент ФРГ Х 232вП90, кл. 21 « 33, 26.02.70.