SU892388A1

SU892388A1 - Способ измерени коэрцитивной силы

Info

Publication number: SU892388A1
Application number: SU802909406A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Дидик; Аркадий Фроимович Рейдерман
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4605
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1981-12-23

Description

Изобретение относится к магнитным' , змерениям и может быть использовано .:.ри определении параметров ферромагнитных образцов в статическом режиме испытаний. 5

Известен способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных образцов, согласно которому образец намагничивают переменным магнитным полем по предельной петле гистерезиса, ре- ’θ гистрируют сигнал, пропорциональный намагниченности образца, затем последний подмагничивают постоянным полем до уменьшения наполовину зарегистрированного сигнала, а искомый па- 15 раметр определяют по разнице намаг- * ничивающих полей [1].

В. другом способе измерения коэрцитивной силы искомый параметр'пропорщионален разности чисел пёриодов~коле*20 баний постоянной частоты от начала намагничивания до достижения индук- , цией нуля и от этого момента до насыщения.

Однако оба этих способа ограниче- 25 ны по точности измерения, так как искомая величина в том и другом способах пропорциональна разности двух других величин , существенно больших по величине (техническое насыще- 30 ние образца достигается при полях, в 5-10 раз превышающих, коэрцитивную силу).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому, результату является способ измерения коэрцитивной силы, согласно которому вначале измеряют приращение потока в образце при его перемагничивании от -Н^до +Н_М, а затем от . —Н[д до +Н₀ , где поле Н_о устанавливают таким, чтобы приращение потока составляло половину измеренного.

Измеряемый параметр Н_С=Н_О, т.е. прямо пропорционален постоянному току намагничивания образца.

Однако погрешность измерения коэрцитивной Силы по рассмотренному способу включает в себя составляющую, зависящую от погрешности измерения магнитного потока. Эта составляющая погрешности равна удвоенной погрешности измерения потока, деленной на .дифференциальную проницаемость петли гистерезиса в районе коэрцитивной силы. Полная погрешность измерения коэрцитивной силы составляет 3% и, не может быть снижена при использовании известного способа более, чем на 1% для образ3 цов, с высоким значением коэффициента прямоугольности.

Цель изобретения - повышение точности измерения коэрцитивной силы.

Эта цель достигается тем, что согласно способу измерения коэрцитивной силы ферромагнитных образцов при перемегничивании импульсным полем от -Н_м до до +Н_М и подмагничивании постоянным полем, образец периодически перемагничивают импульсным током различной полярности, с формированием импульса тока одной из полярностей по меньшей мере · один раз в течение периода, стробируют сигналы перемагничивания, соответствующие положительному и отрица-15 тельному импульсам тока, регулируют постоянный ток до величины, при которой стробированные сигналы равны по величине, и по величине этого тока судят об искомой коэрцитивной силе.

Кроме того, импульс тока одной из полярностей формируют два раза в-течение периода, стробируют сигналы перемагничивания, соответствующие положительному (отрицательному) и второму отрицательному (положительному)импульсами тока, регулируют постоянный ток до величины, при которой среднее значение стробированных сигналов равно нулю, и по величине этого тока судят об искомой коэрцитивной силе.

На фиг.1 изображена схема реализации предлагаемого способа·, на фиг. 2 состояние испытуемого образца при перемагничивании; на фиг.З а, б, в графики сигналов м.д.с.

Способ измерения коэрцитивной силы заключается в том, что испытуемый образец 1 (фиг.1) перемагничивают' постоянным и импульсным токами F(t)_f/возникающие в измерительной обмотке сиг налы е.д.с. перемагничивания е(t) стробируют строб-импульсами U(t) в предназначенном для этой цели блоке 2 и подают на индикатор 3. Пусть состояние испытуемого образца соответствует,^ например, точке А¹(фиг.2). Под воздействием импульса тока Fj (фиг.З) сердечник перемагничивается по динамической кривой А' -В-С (фиг.2), под воздействием импульса тока Р^(фиг.2) состояние сердечника соответствует переходам C-D-A¹ (фиг.2), под воздействием импульса тока F j (фиг.З) - (A-D—д! )(фиг.2). Амплитуду импульсов тока регулируют в процессе, измерений таким образом,' чтобы независимо от величины постоянного тока F_c (фиг.З) состояние сердечника изменялось от точки D (фиг.2) на кривой намагничивания до точки В, т.е. от -Н^ до ^+Hto ·

Стробируя выходные сигналы и е^(фиг.З) строб-импульсами Uή и в блоке 2 (фиг.1), сравнивают их между собой и регулируют постоянный •вок до тех пор, пока импульсы нап ряжения (вольт-секундные площадки.) этих сигналов не станут равны друг другу, что фиксируется индикатором 3 Это состояние соответствует точке А (фиг.2) на петле гистерезиса, когда приращения магнитного потока на участках D-А и A-В равны. То же самое состояние испытуемого образца достигается, если в устройстве 2 (фиг.1) выделяют сигналы е₁ и е^ (фиг.З) строб-импульсами U₄ и Uq_ и регулируют постоянный ток, пока среднее значение стробированных сигналов по индикатору 3 (фиг.1) не станет равны нулю. Установленное значение постоянного тока пропорционально искомой коэрцитивной силе которую го тока г

вычисляют по закону полногде н

“С~ g ’ установленное значение постоянного тока·, число витков измерительной обмотки средняя длина магнитной силовой линии образца.

В результате использования предлагаемого способа погрешность измерения магнитного потока не влияет на погрешность измерения коэрцитивной силы, так как измерение потока не производится, а используется, по существу, метод сравнения для индикации двух одинаковых приращений потока. Погрешность сравнения существенно меньше погрешности измерения магнитного потока и определяется только чувствительностью индикатора. Влияние стробирования на погрешность измерения, реализации способа, ческий характер и дом компенсации.

Таким образом, латаемого способа но снизить погрешности, влияющие на результат измерения коэрцитивной силы образца. Практически,погрешность определяется погрешностью измерения постоянного тока, т.е. составляет 0,2-0,5% вместо 1-3% согласно известного . Технические преимущества предлагаемого способа делают целесообразным его применение для метрологических целей, в частности для аттестации стандартных образцов магнитных- свойств материалов.

если оно возникает при имеет системати устраняется метоиспольэование предпозволяет существен-

Claims

Изобретение относитс к магнитным змерени м и может быть использовано :.ри определении параметров ферромагнитных образцов в статическом режиме испытаний. Известен способ измерени коэрцитивной силы ферромагнитных образцов, согласно которому образец намагничивают переменным магнитным полем по предельной петле гистерезиса, регистрируют сигнал, пропорциональный намагниченности образца, затем последний подмагничивают посто нным полем до уменьшени наполовину зарегистрированного сигнала, а искомый параметр определ ют по разнице намагннчивающих полей fl. В.другом способе измерени коэрци тивной си;ш искомый параметрпроперщионален разности чисел периодовкол баний посто нной частоты от начала намагничивани до достижени индукцией нул и от этого момента до насьвцени . Однако оба этих способа ограничены по точности измерени , так как ис кома величина в том и другом способах пропорциональна разности двух других величин , существенно больших по величине (техническое насыщение образца достигаетс при пол х, в 5-10 раз превьа ающих-коэрцитивную силу) . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ измерени коэрцитивной силы, согласно которому вначале измер ют приращение потока в образце при его перемагничивании от К до +Н, а затем от . -Н до H-HQ, где поле HQ устанавливают таким, чтобы приращение потока составл ло половину измеренного. Измер емый параметр , т.е. пр мо пропорционален посто нному току намагничивани образца. Однако погрешность измерени коэрцитивной силы по рассмотренному способу включает в себ составл ющую , завис щую от погрешности измерени магнитного потока. Эта составл юща погрешности равна удвоенной погрешности измерени потока, деленной на.дифференциальную проницаемость петли гистерезиса в районе коэрцитивной силы. Полна погрешность измерени коэрцитивной силы составл ет 3% и, не может быть сни- жена при использовании известного способа более, чем на 1% дл образцов , с высоким значением коэффициен та пр моугольности. Цель изобретени - повышение точности измерени коэрцитивной силы. Эта цель достигаетс тем, что согласно способу измерени коэрцитивной силы ферромагнитных образцов при перемегничивании импульсным полем от -Н|,, до до +Н и подмагничивании посто нным полем, образец периодически перемагничивают импульсным током различной пол рности, с формированием импульса тока одной из пол рностей по меньшей мере один раз в течение периода, стробируют сигналы перемагничивани , соответствующие положительному и отрица тельному импульсам тока, регулируют посто нный ток до величины, при которой стробированные сигналы равны по величине, и по величине этого тока суд т об искомой коэрцитивной силе. Кроме того, импульс тока одной из пол рностей формируют два раза в-течение периода, стробируют сигналы перемагничивани , соответствующие положительному (отрицательному) и второму отрицательному (положительному)импуль сами тока, регулируют посто нный ток до величины, прк которой ,среднее значение стробированных сигналов равно нулю, и по величине этого тока суд т об искомой ко.эрцитивной силе. На фиг.1 изобрал ена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 состо ние испытуемого образца при перемагничивании; на фиг.З а, б, в графики сигналов м.д.с. Способ измерени коэрцитивной силы заключаетс в том, что испытуемый образец 1 (-фиг. 1) перемагничиваютпосто нным и импульсным токами F(t),возникающие в измерительной обмотке сигналы е.д.с. перемагничивани e(t) стр бируют строб-импульсами U(t) в предназначенном дл этой цели блоке 2 и подают на индикатор 3. Пусть состо ние испытуемого образца соответствует напр1имер, точке А (фиг.2). Под воздействием импульса тока F/t (фиг.З) сердечник перемагничиваетс по динаMIiчecкoй кривой А -В-С (фиг. 2), под воздействием импульса тока Р|2(фиг.2) состо ние сердечника соответствует переходам C-D-A (фиг.2), под воздейс вием импульса тока F j (фиг.З) - (A-I) А )(фиг.2). Амплитуду импульсов тока регулируют в процессе, измерений таким образом, чтобы независимо от величины посто нного тока (фиг.З) состо ние сердечника измен лось от точки D (фиг.2) на кривой намагничивани до точки В, т.е. от -Н до +Н, Стробиру выходные сигналы е и е})( фиг.З) строб-импульсами U и Un в блоке 2 (фиг.1), сравнивают.их между собой и регулируют посто нный БОК до тех пор, пока импульсы напр жени (вольт-секундные площадки.) этих сигналов не станут равны друг другу, что фиксируетс индикатором 3. Это состо ние соответствует точке А (фиг.2) на петле гистерезиса, когда приращени магнитного потока на участках D-A и А-В равны. То же самое состо ние испытуемого образца достигаетс , если в устройстве 2 (фиг.1) выдел ют сигналы е и е (фиг.З) строб-импульсами U и UQ и регулируют посто нный ток, пока среднее значение стробированных сигналов по индикатору 3 (фиг.1) не станет равны нулю. Установленное значение посто нного тока пропорционально искомой коэрцитивной силе, которую вычисл ют по закону полного тока где - г DC установленное значение посто нного тока , W - число витков измерительной обмотки; Е - средн длина магнитной силовой линии образца. Б результате использовани предлагаемого способа погрешность измерени магнитного потока не вли ет на погрешность измерени коэрцитивной силы, так как измерение потока не производитс , а используетс , по существу, метод сравнени дл индикации двух одинаковых приращений потока. Погрешность сравнени существенно меньше погрешности измерени магнитного потока и определ етс только чувствительностью индикатора. Вли ние стробировани на погрешность измерени , если оно возникает при реализации способа, имеет систематический характер и устран етс методом компенсации. Таким образом, использование предлагаемого способа позвол ет существенно снизить погрешности, вли ющие на результат измерени коэрцитивной силы образца. Практически,погрешность определ етс погрешностью измерени посто нного тока, т.е. составл ет 0,2-0,5% вместо 1-3% согласно известного . Технические преимущества предлагаемого способа делают целесообразным его применение дл метрологических целей, в частности дл аттестации стандартных образцов магнитных, свойств материалов. Формула изобретени 1. Способ измерени коэрцитивной Ьилн ферромагнитных образцов при перемагничивании импульсным полем от -Нц до +Н и подмагничивании посто нным полем, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , образец периодически

перемагничивают импульсным током различной пол рности, с формированием импульса тока одной из пол рностей по меньшей мере один раз в течение периода, стробируют сигналы перемагничивани , соответствующие положительному и отрицательному импульсам тока, регулируют посто нный ток до величины, при которой стробированные сигналы равны по величине, и по величине этого тока суд т об искомой коэрцитивной силе.
2. Способ по п.1, отличающ и и с тем, что, с целью повышени точности измерени , импульс тока одной из пол рностей формируют два раза в течение периода, стробируют сигналы перемагничивани , соответствующие положительному (отрицательному ) и второму отрицательному (положительнбму ) импульсам тока, регулируют посто нный ток до величины, при которой среднее значение стробированг ных сигналов равно нулю, и по величине этого тока суд т об искомой коэрцитивной силе.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство ССЙР № 428320, кл. G 01 R 33/12, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР Ю 419822, кл. Q 01 Я 33/12, 1974.
3.Электрические и магнитные измерени . Под ред.Е.Г.Шрамкова, ОНТИ, 1937, с.602 (прототип).

U{t)

и 1

а

е,

е ,

фсег .Ъ