SU920601A1 - Устройство регистрации характеристик магнитных материалов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к приборостроению , в частности к магнитным измерени м и может быть использовано дл  контрол  параметров с высокой степенью точности.

Известны устройства, основанные на принципе медленно измен ющегос  внешнего перемагничивающего пол . Такие устройства работают в режиме посто нства скорости изменени  индукции в образце испытуемого материала . Выбранный режим перемагничивани  испытуемого образца оптимален, так как при этом обеспечиваетс  максимальна  чувствительность индукционного преобразовател  и регистраци  статической петли гистерезиса с минимальной погрешностью II 3.

Однако 8 результате неизвестной начальной намагниченности образца (перед началом испытани ) дл  вы влени  значений его параме.тров (остаточна  индукци , коэрцитивна  сила) с помощью этих устройств неббходима

дополнительна  обработка результатов регистрации, что вызвано начальным смещением осей регистрируемой зависимости относительно осей регистрирующего устройства. Дополнительна  обработка результатов регистрации заключаетс  в нахо); дении осей зарегистрированной зависимости на поле регистрирующего прибора и вы влении значений того или иного параметра ис10 пытуемого образца. В результате последующей обработки результатов регистрации вноситс  дополнительна  погрешность измерени , кроме того, врем , затрачиваемое на последующую

15 обработку результатов регистрации, в несколько раз превышает врем  цикла регистрации характеристики испытуемого образца.

Наиболее близким по технической

20 сущности к изобретению  вл етс  устройство , содержащее блок намагничивани , электромагнит, преобразователи напр женности магнитного пол  и ско392 рости изменени  индукции в образ1 е в электримеские сигналы, усилители каналов напр женности пол  и индукции, интегратор, блок изменени  коэффициента передачи интегратора с компаратором и регистрирующий прибор. В качестве блока изменени  коэффициента передачи интегратора используетс  устройство преобразовани  аналог-код дл  перехода к дискретным сигналам 8 цеп х автоматического управлений. В устройство преобразовани  аналогкод введены требуемые начальные услови , 8ИД функции управлени , задержки и пороговые уровни, что позвол ет замкнуть коИтуры управлени , С помощью блока изменени  коэффициента передачи интегратора реализуетс  8озмо ность совмещени  осей регистрируемой зависимости и регистрирующего устройства. Известное устройство обеспечивает задание нулевых начальных условий, при этом погрешность от совмещени  осей составл ет 1 + 1,5°о и обеспечивает контроль значений параметров испытуемого образца непосред ственно в процессе цикла регистрации статической петли гистерезиса испытуемого образца .... Недостатком указанного устройства  вл етс  больша  погрешность от совмещени  осей (1-1,51) вследствие гис терезиса компараторов и задержки команд управлени . Цель изобретени  - повышение точности регистрации. Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  регистрации харак теристик магнитных материалов, содер жащее блок намагничивани , к первому выходу которого подключен электромаг нит, первичные преобразователи напр  женности пол  и скорости изменени  в образце в электрические сигналы,уста новленные в рабочем зазоре электрома нита, усилитель измерительного канал напр женности пол , вход которого подютючен к выходу первичного преобразовател  напр женности пОл , а выход соединен с первым входом регистр рующего прибора, усилитель измерительного канала индукции в образце, вход которого подключен к выходу пер вичного преобразовател  скорости изменени  индукции, а к выходу подклгачены последовательно соединенные меж ду собой интегратор и компаратор, при этом выход интегратора подключен 14 также к второму входу регистрирующего прибора, а выход компаратора подключен к входу блока намагничивани , блок изменени  коэффициента передачи интегратора, первый выход которого подключен к интегратору и компаратору , блок смещени  порогового уровн  блок запрета и формирователь опорного сигнала, вход которого соединен с вторым выходом блока намагничивани , а первый выход - с первым входом блока изменени  коэффициента передачи интегратора, входы блока запрета соединены соответственно с выходом компаратора, с вторым выходом блока изменени  коэффициента интегратора и вторым выходом формировате к опорного сигнала, а выход - с вторым входом блока изменени  коэффициента передачи интегратора, вход блока смещени  порогового уровн  соединен с выходом усилител  измерительного канала напр женности пол , а выход - с третьим зходом блока изменени  коэффициента передачи интегратора . На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства дл  регистрации характеристик магнитных материалов; на фиг,2 - временные диаграммы; на фиг. 3 - вид зависимости, зарегистрированной в результате работы устройства , выполненной согласно структурной схеме. Предлагаемое устройство состоит из блока 1 намагничивани , электромагнита 2, испытуемого образца 3, первичного преобразовател  Ц скорости изменени  индукции в образце в электрический сигнал, первичного преобразовател  5 напр женности пол  в электрический сигнал, усилител  6 измерительного канала напр женности пол , усилител  7 измерительного канала индукции в образце, интегратора 8 измерительного канала индукции, регистрирующего прибора 9 блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора , компаратора 13, и дополнительно введенных блока 11 смещени  порогового уровн , формировател  12 опорного сигнала, блока 14 запрета, причем аход формировател  12 опорного сигнала соединен со вторым выходом блока 1 намагничивани , а выход с третьим входом блока 10 изменени  коэффициента интегратора 10, входы блока 14 запрета соединены соответственно с выходом компаратора 13, с вторым входом блока 10 изменени  ко эффициента передачи интегратора, с выходом формировател  12 опорного сигнала, а рых;од - с первым входом блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора , вход блока 11 смещени  порог вого уровн  соединен с выходом усил телл измерительного канала напр жен ности пол , а выход - со вторым вхо дом блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора. Устройство работает следующим образом . Сигнал специальной формы с выхода блока намагничивани  (см. фиг.ЛДэ. поступает на обмотку электромагнита 2. В рабочем зазоре электромагнита 2 (фиг. 1) возникает внешнее дл  испыт емого образца 3 медленноизмен ющеес  перемагничивающее поле. Электрически сигналы с первичных преобразователей 5 и it, пропорциональные соответственно напр женности пол  в зазоре электромагнита и скорости изменени  индукции в образце, поступают на входные клеммы измерительных усилителей 6 и 7 каналов напр женности пол  и индукции в образце. Сигналы с выходов измерительных каналов напр  хенности пол  и индукции поступают соответственно на один из входов двухкоординатного регистрирующего прибора 9 (фиг. 2,) и на вход интегратора 8 (фиг. 1). С выхода интегратора сигнал, пропорциональный индукции в образце (см. фиг. 2, Ufl),поступает на второй вход двухкоординатного регистрирую .щего прибора 9 (фиг. 1) и на вход компаратора 13. Компаратор 13 регист рирует момент достижени  выходным |сигналом интегратора порогового нулевого) уровн  (см,фиг.2, х/|) . В процессе работы системы дискретный сигнал с второго выхода блока 1 намагничивани  (фиг. 1), уровень которого соответствует определенным периодам времени цикла регистрации, поступает на вход формировател  12 опор ного сигнала, с выхода формировател  12 опорного сигнала сигнал, преобра-. зованный к виду,удобному дл  оперировани  им с помощью логических функций ( см. фиг. 2, Хп), поступает на один из входов блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора. С выхода блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора, формирующего команды управлени  работой интегратора 8, сигналы поступают на управл ющие ключи, которые в определенные моменты времени включают интегратор 8 и измен ют коэффициент его передами (см.фиг. 2, УХ, У/)) б процессе цикла регистрации характеристики испытуемого образца 3 с выхода измерительного канала напр  ; енностй пол  сигнал поступает на вход блока 11 смещени  порогового уровн , выход которого подключен к Одному из входов блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора, форма сигнала на этом входе блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора представлена на Фиг. 2 хп. Совокупность дискретных сигналов с выходов формировател  12 опорного сигнала , компаратора 13, блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора (см. фиг. 2, X,, X) поступает на входы блока 19 запрета, с выхода которого дискретный сигнал (см.фиг.2, jxl,) поступает на один из входов блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора. По окончании цикла на поле двухкоординатного регистрирующего прибора 9 зарегистрирована зависимость, представленна  на фиг.З. Использование изобретени  позвол ет уменьшить погрешность от совмещени  осей до сотых долей процента (погрешность от совмещени  осей известного составл ет 1+1,. Эта возможность реализуетс  введением в систему блока 11 смещени  порогового уровн . Блок 11 смещени  порогового уровн  представл ет собой устройство, содержащее два компаратора, полосы нечувствительности которых смещены таким образом, что кажда  из них находитс  либо в положительной, либо в отрицательной области значений входных воздействий, а пороговые уровни их совпадают и соответствуют нулевому значению напр хченности пол  в зазоре электромагнита. Переключение входной клеммы блока.10 изменени  коэффициента передачи интегратора с выхода первого компаратора на выход второго в момент времени ty позвол ет избежать задержки команд управлени  работой интегратора 8.Таким образом, включение интегратора 8 в момент времени t. и изменение коэффииента передачи в момент времени t Гфиг . 2) происходит в моменты равенства нулю напр женности полл в зазоре электромагнита. Введение в систему блока I запрета и фсрмировател  12 опорного сигнала, представ л ющнх собой звень  жесткой отрицательной обратной св зи охватывающей все элементы управлени  работой устройства , исключает из блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора цепи формировани  опорного сигнала, наличие которых в блоке 10 изменени  коэффициента, передачи ин тегратора предусматриваетс  в извест ном устройстве. Наличиеопорного сиг нала необходимо дл  обеспечени  заданного алгоритма работы системы. Исключение из блока 10 изменени  коэффициента передачи интегратора задержек существенно сокращает количество элементов построени  блока 10, обеспечив выполнение наиболее общего критери  оптимальности постро ени  блока - стоимости. Кроме того, преимуществом применени  изобретени  по сравнению с известными показател  ми  вл етс  повышенна  точность конт рол  параметров испытуемого образца. Форму/1 изобретени  Устройство дл  регистрации характеристик магнитных материалов., содержащее блок намагничивани , к пер вому виходу которого подключен электромагнит, первичные преобразователи напр женности пол  и скорости изменени  индукции в образце в элект рические сигналы, установленные в рабочем зазоре электромагнита, усили тель измерительного канала напр женности лолн, вход которого подключен к выходу первичного преобразовател  напр женности пол , а выход соединен с первым входом регистрирующего прибора , усилитель измерительного канал 9 18 индукции в образце, вход которого подклю ен к выходу первичного преобразовател  скорости изменени  индукции, а к выходу подключены последовательно соединенные между собой интегратор и компаратор, при этом выход интегратора пб/ ключен к второму входу регистрирующего прибора, а выход компаратора подключен к входу блока намагничивани , блок изменени  коэффициента передачи интегратора, первый выход которого подключен интегратору и компаратору, отличающеес   тем-, что, с целью повышени  точности , в него введены блок смещени  порогового уровн , блок запрета и формирователь опорного сигнала, вход которого соединен с вторым выходом блока намагничивани , а первый выход с первым входом блока изменени  коэффициента передачи интегратора, входы блока запрета соединены соответственно с выходом компаратора, с вторым выходом блока изменени  коэффициента интегратора и со вторым |выходом формировател  опорного сигнала , а виход - с вторым входом блока изменени  коэффициента передачи интегратора , вход блока смещени  порогового уровн  соединен с выходом усилител  измерительного канала напр женности пол ,а выход - с третьим входом блока изменени  коэффициента передачи интегратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Комаров Е,В., Сергеев 6.Г., Шихин А,Я. Магнитоизмерительные приборы и установки дл  контрол  качества магнитных систем, ферромагнитных материалов и посто нных магнитов. Метрологи , 1977, № k, с. 37-51. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл, G 01 R 33/12, 1979.

-t,r

Claims (1)

1. Устройство для регистрации характеристик магнитных материалов, содержащее блок намагничивания, к первому выходу которого подключен электромагнит, первичные преобразо- з$ ватели напряженности поля и скорости изменения индукции в образце в электрические сигналы, установленные в рабочем зазоре электромагнита, усилитель измерительного канала напряжен- 40 ности поля, вход которого подключен к выходу первичного преобразователя напряженности поля, а выход соединен с первым входом регистрирующего прибора, усилитель измерительного канала 45

   920601 8 индукции в образце, вход которого подключен к выходу первичного преобразователя скорости изменения индукции, а к выходу подключены последовательно соединенные между собой интегратор и компаратор, при этом выход интегратора подключен к второму входу регистрирующего прибора, а выход компаратора подключен к входу блока намагничивания, блок изменения коэффициента передачи интегратора, первый выход которого подключен [< интегратору и компаратору, отличающеес я тем·, что, с целью повышения точности, в него введены блок смещения порогового уровня, блок запрета и формирователь опорного сигнала, вход которого соединен с вторым выходом блока намагничивания, а первый выход с первым входом блока изменения коэффициента передачи интегратора, входы блока запрета соединены соответственно с выходом компаратора, с вторым выходом блока изменения коэффициента интегратора и со вторым [выходом формирователя опорного сигнала, а выход - с вторым входом блока изменения коэффициента передачи интегратора, вход блока смещения порогового уровня соединен с выходом усилителя измерительного канала напряженности поля,а выход - с третьим входом блока изменения коэффициента передачи интегратора.