SU871109A1 - Устройство дл измерени магнитных параметров материалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения кривых намагничивания, магнитной проницаемости и потерь магнитомягких материалов в образцах, составленных из полос.

Известно устройство для измерения магнитных параметров ферромагнитных образцов, содержащее катушку намагничивания, измерительную катушку и регистрирукщий прибор, для повышения точности измерения оно дополнительно содержит вторую намагничивающую и вто р$ю измерительную катушки, которые размещаются на определенном расстоянии от поверхности образца Q1 ].

' Это устройство позволяет учесть неоднородность намагничивания образца, не требует дополнительной настройки и градуировки второй пары катушек. Кро·^ ме того, устройство содержит две измерительные катушки, которые вносят дополнительные погрешности и не обеспечивают необходимой чувствительности.

Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение ‘ изготовления образца путем применения для испытаний одних и тех же полос прямоугольной формы.

Эта цель достигается за счет того, что в устройство для измерения магнитных параметров материалов, содержащее генератор, первый намагничивающий блок, имеющий намагничивающую и измерительную обмотки,измерительный прибор,, соединенный с измерительной обмоткой, дополнительно введены два усилителя мощности, два сумматора и второй намаг ничивающий блок, имеющий намагничивающую и измерительную обмотки, причем выход генератора соединен со входами первого и второго усилителей мощности, выход первого усилителя соединен с намагничивающей обмоткой первого намагничивающего блока, выход второго усилителя соединен с намагничивающей . обмоткой второго намагничивающего блока, измерительные обмотки намагничи871 10,9 вающих блоков соединены со входами первого сумматора,® выход которого соединен со вторым входом второго усилителя мощности, последовательно с намагничивающими обмотками соединены вхо- 5 да второго сумматора, к выходу которого подключен вход второго измерительного прибора, кроме того, магнитопровод второго намагничивающего блока выполнен в виде такого же квадрата, 10 как и первый и дополнительно содержит две перемычки из полос, расположенных параллельно двум сторонам квадрата.

На фиг. 1. представлена блок-схема предлагаемого устройства} на фиг. 2 15 и 3 - магнитные цепи первого и второго намагничивающих блоков соответственно.

Устройство содержит>(фиг. ^.генератор 1, первый 2 и второй 3 усилите- ₂θ ли мощности, намагничивающую обмотку 4 для определения магнитных свойств магнитопровода 5, который собирается из части прямоугольных полос испытуемого образца, измерительную обмотку ₂₅ 6 первого намагничивающего блока 7, .

первый измерительный прибор 8 для определения амплитуды магнитной индукции, второй намагничивающий блок 9 с магнитопроводом 10, составленным из остальных полос образца, намагничиваю- ³⁰ щей 11 и измерительной 12 обмотками, сумматор 13 напряжения измерительных . обмоток би 12, сумматор 14 намагничивающих токов и второй измерительный прибор 15. 35

Устройство работает следующим образом.

ход которого соединен со вторым измерительным прибором 15.

Для определения магнитных свойств образца используется магнитная цепь магнитопровада в виде квадрата, образованного прямоугольными полосами, уложенными внахлест (фиг. 2). Магнитопровод 10 образован полосами такого же размера как и магнитопровод 5, причем для исключения влияния неоднородного намагничивания угловых частей магнитопровод 10 второго намагничивающего блока содержит две перемычки 16 и 17 из тех же полос (фиг. 3), расположенных параллельно двум наружным участкам магнитной цепи. Это позволяет создать два магнитных* контура во втором намагничивающем блоке. Направление магнитных потоков в контурах показано штриховой линией на фиг. 3.

Таким образом, полосы испытуемого образца разбиваются на две части, одна из которых помещается в первом намагничивающем блоке, другая - во втором. Площади поперечного сечения магнитопроводов первого и второго намагничивающих блоков одинаковы.

Если напряжение П^на выходе сумматора 14 определяется формулой

Напряжение с выхода генератора 1 поступает на входы усилителей 2 и 3. Выходное напряжение усилителя 2 подает-⁴⁰ ся на намагничивающую обмотку 4 первого намагничивающего блока 7, ас усилителя 3 - на обмотку 11 второго коэффициент пропорциональности: - силы токов, протекающих по намагничивающим обмоткам. 4 и 11 соответственно;

w^- числа витков в этих обмотках;

а- размеры участков вода, показанные и 3, то напряженность поля Н намагниченных участках где.К ίι w₄H ^го^и магнитопро на фиг. 2 намагничивающего блока 9. Напряжения с измерительных обмоток 6 и 12 подаются на входы первого сумматора 13, выход которого соединен со вторым входом усилителя 3. Коэффициенты преобразования сумматора 13 выбраны таким обрано водов первого 7 и второго чивающих блоков равна

Н4=к_с-и_с

Если прибор 15 (фиг. 1) в однородмагнитопро9 намагниизмеряет зом, чтобы амплитуда магнитной индук- . 50 ции в магнитопроводах 5 и 10 была одинаковой.

Для исключения влияния на результаты измерений неоднородно намагничен- 55 ных угловых участков магнитопровода 5, сигналы намагничивающих токов подаются на входы.второго сумматора 14, вынапряжение, то его показания пропорциональны напряженности поля, причем показания 11срприбора 8 пропорциональны амплитуде магнитной индукции В^согласно известной формуле ^ср⁼ θηύ ,(3) где Мц- число витков в измерительной обмотке 6: _β f - частота}

S - площадь поперечного сечения образца.

871 1

Если прибор 15-ваттметр, то его показания пропорциональны потерям на . перемагничивание образца. Используя в качестве прибора 15 измеритель отношения сигналов, можно определить маг- 5 нитную проницаемость. _с

Устройство обеспечивает снижение погрешности измерения напряженности поля приблизительно (с 3Z в прототипе) до 1Z и расширение диапазона измеряв- Ю мых значений И на один - два порядка.

Кроме того, при проведении испытаний с применением прототипа изобрете. ния требуется выполнить отдельно измерения на каждой полосе. Число полос 15 в одном образце довольно велико (от 30 до 80 шт.). При измерениях с помощью данного устройства весь о.бразец испытывается сразу, что снижает трудоемкость испытаний. 20

Claims (2)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ Изобретение относитс  к электроизм рительной технике и может быть исполь . эовано дл  измерени  кривых намагничи эани , магнитной проницаемости и поте магнитом гких материалов в образцах, составленных из полос. Известно устройство дл  измерени  магнитных параметров ферромагнитных образцов, содержащее катушку намагничивани , измерительную катушку и регистрирукхций прибор, дл  повышени  точности измерени  оно дополнительно содержит вторую намагничивак цую и вто р9ю измерительную катушки, которые размещаютс  на определенном рассто нии от поверхности образца р . Это устройство позвол ет учесть неоднородность намагничивани  образца не требует дополнительной настройки и градуировки второй пары катушек. Кро ме того, устройство содержит две измерительные катушки, которые внос т дополнительные погрешности и не обеспечивают необходимой чувствительности. МАТЕРИАЛОВ Целью изобретени   вл етс  повьш1ение точности измерений и упрощение изготовлени  образца путем применени  дп  испытаний одних и тех же полос пр моугольной формы. Эта цель достигаетс  за счет того, что в устройство дл  измерени  магнитных параметров материалов, содержащее генератор, намагничивающий блок, имеющий намагничивающую и измерительную обмотки,измерительный прибор,, соединенный с измерительной обмоткой, дополнительно введены два усилител  мощности, два сумматора и второй намаг ничиванмций блок, имекиций намагничивающую и измерительную обмотки, причем выход генератора: соединен со входами первого и второго усилителей мощности, выход первого усилител  соединен с намагничивзкщей обмоткой первого намагничивающего блока, выход второго усилител  соединен с намагнйчивающей . обмоткой второго намагничивающего блока , измерительные обмотки намагничивающих блоков соединены со входами первого сумматора, выход которого сое динен со вторым входом второго усилител  мощности, последовательно с нама ничивакнцими обмотками соединены входы второго сумматора, к выходу которо го подключен вход второго измерительного прибора, кроме того, магнитопровод второго намагничивающего блока выполнен в виде такого же квадрата, как и первый и дополнительно содержит две перемычки из полос, расположенных параллельно двум сторонам квадрата. На фиг, 1. представлена блок-схема предлагаемого ycTpoftcTBaj на фиг. 2 и 3 - магнитные цепи первого и второго намагничивающих блоков соответст венно. Устройство содержит.(фиг. 1),генератор , первый 2 и второй 3 усилители мощности, намагничивающую обмотку 4 дл  определени  магнитных свойств магнитопровода 5, который собираетс  из части пр моугольных полос испытуемого образца, измерительную обмотку 6 первого намагничивающего блока 7, первый измерительный прибор 8 дл  определени  амплитуды магнитной индук ции, второй намагничивающий блок 9 с магнитопроводом 10, составленным из остальных полос образца, намагничиваю щей II и измерительной 12 обмотками, сумматор 13 напр жени  измерительных обмоток 6 и 12, сумматор 14 намагничи вающих токов и второй измерительньй прибор 15. Устройство работает следующим обра зом. Напр жение с выхода гегнератора 1 поступает на входы усилителей 2 и 3. Выходное напр жение усилител  2 подае с  на намагничивающую обмотку 4 первого намагничивающего блока 7, а с усилител  3 - на обмотку 11 второго намагничивающего блока 9. Напр жени  с.измерительных обмоток 6 и 12 подают с  на входы первого сумматора 13, вых которого соединен со вторым входом усилител  3. Коэффициенты преобразова ни  сумматора 13 выбраны таким образом , чтобы амплитуда магнитной индукции в магнитопроводах 5 и 10 была одинаковой. Дл  исключени  вли ни  на результа ты измерений неодноррдно намагниченных угловых участков магнитопровода сигналы намагничивающих токов подаютс  на входы.второго сумматора 14, выход которого соединен со вторым измерительным прибором 15. Дл  определени  магнитных свойств образца используетс  магнитна  цепь магнитопровода в виде .квадрата, образованного пр моугольными полосами, уложенными внахлест (фиг. 2). Магнитопровод 10 образован полоса такого же размера как и магнитопровод 5, причем дл  исключени  вли ни  неоднородного намагничивани  угловых частей магнитопровОд 10 второго намагничивающего блока содержит две перемычки 16 и 17 из тех же полос (фиг. З), расположенных параллельно двум наружным участкам магнитной цепи. Это позвол ет создать два магнитныхч контура во втором намагничивающем блоке.Направление магнитных потоков в контурах показано штриховой линией на фиг. 3. Таким образом, полосы испытуемого образца разбиваютс  на две части, одна из которых помещаетс  в первом намагничивающем блоке, друга  - во втором. Площади поперечного сечени  магнитопроводов первого и второго намагничивающих блоков одина совы. Если напр жение U на выходе сумматора 14 определ етс  формулой м , ,,-i2.,oij, (Ео-аЖс где.к - козффициент пропорциональности: - силы токов, протекающих по намагничивающим обмоткам. 4 и 11 соответственно; W. и W-числа витков в этих обмотт ках J Е и а- размеры участков магнитопровода , показанные на фиг. 2 и 3, то напр женность пол  Н- в однородно намагниченных участках магнитопроводов первого 7 и второго 9 намагничивающих блоков равна Н KC-UC(2) ; . Если прибор 15 (фиг. 1) измер ет напр жение, то его показани  пропор1 црнальны напр женности пол , причем оказани  Усрприбора 8 пропорциональны амплитуде магнитной индукции В| согласно известной формуле UCP BVM,, (3) где Wy,- число витков в измерительной обмотке 6: в f - частота :S - площадь поперечного сечени  образца. 5 Если прибор 15-ваттметр, то его по казани  пропорциональны потер м на перемагничи ание образца. Использу  ,в качестве прибора 15 измеритель отно шени  сигналов, можно определить магнитную проницаемость. Устройство обеспечивает снижение погрешности измерени  напр женности пол  приблизительно (с 3% в прототипе до 1% и расширение диапазона измер вмых значений Н на один - два пор дка. Кроме того, при проведении испытаний с применением прототипа изобретени  требуетс  выполнить отдельно изме рени  на каждой полосе. Число полос в одном образце довольно велико (от 30 до 80 шт.). При измерени х с помощью данного устройства весь о.бразец испы тываетс  сразу, что снижает трудоемкость испытаний. Формула изобретени  . Устройство дл  измерени  магнит ных параметров материалов, содержа 1(ее генератор, первый иамагничивакшщй блок Именщий намагничивающую и измерительную обмотки, измерительный прибор, соединенный с измерительной обмоткой. Отли чающе ее   тем, что, с целью повышени  точности измереш , в него .дополнительно введены два усилител  мощности, два сумматора и второй 9 намагничиваю11(ий блок, имеющий намагничивающую и измерительную обмотки, причем выход генератора соединен со входами первого и второго усилителей мощност выход первого усилител  соединен с намагничивакицей обмоткой первого намагничивающего блока, выход второго усилител  соединен с намагничивающей обмоткой второго намагничивакмцего блока ,,измерительныец обмотки намагничйвак цих блоков соединены с входами первого сумматора, выход которого соединен со вторым .входом второго усилител  мощности, последовательно с наМаГничивакнци1 « обмотками соединё 1ы входы второго сумматора, к выходу которого подключен вход второго измерительного прибора.
2. 2. Устройство по п. I, о т л и чающеес  тем, что, с целью упрощени  изготовлени  образца путем применени  дп  испытаний одних и тех же полос пр моугольной формы, магнитопровод второго намагничивающего блока выполнен в виде такого же квадрата , как и первый, и дополнительно содержит две перемычки и.з полос, расположенных параллельно двум сторонам квадрата. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 600491, кл. G 01 R 33/12, 1978.